KR102205804B1 - Systems and methods for evacuating an array at the point of use - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용 시점에서 어레이를 배기 및 충진하기 위한 시스템, 방법 및 부재를 제공한다.The present invention provides a system, method and member for evacuating and filling an array at the point of use.
Description
본 발명은 일반적으로 폐쇄 시스템(예를 들어, 반응 웰 또는 시약 블리스터의 어레이)에서 사용 시점에서 챔버의 배기 및 충진을 위한 기구와 관련된 것이다. The present invention generally relates to a device for evacuating and filling a chamber at the point of use in a closed system (eg, an array of reaction wells or reagent blisters).
미국, 캐나다 및 서유럽에서의 감염성 질환은 인간 사망률의 약 7%를 차지하는 반면, 개발 도상국에서의 전염병은 인간 사망률의 약 40%를 차지한다. 감염성 질환은 다양한 임상 증상을 유발한다. 일반적으로 명백한 증상 중, 열, 폐렴, 수막염, 설사 및 설사 혈액이 포함된다. 물리적 증상은 일부 병원체를 암시하고 병인으로 다른 것들을 제거하지만, 다양한 잠재적 원인 인자들이 남아 있어, 명확한 진단은 다양한 분석을 필요로 한다. 병원체를 진단하는 전통적인 미생물학 기술은 수일 또는 수주가 소요될 수 있어, 적절한 치료 과정을 지연시킬 수 있다.Infectious diseases in the United States, Canada and Western Europe account for about 7% of human mortality, while infectious diseases in developing countries account for about 40% of human mortality. Infectious diseases cause a variety of clinical symptoms. Among the commonly obvious symptoms include fever, pneumonia, meningitis, diarrhea and diarrhea blood. Physical symptoms suggest some pathogens and eliminate others as etiology, but various potential causative factors remain, so a clear diagnosis requires various analyzes. Traditional microbiological techniques for diagnosing pathogens can take days or weeks, delaying proper treatment.
최근, 중합효소 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR)이 감염원을 빠르게 진단하기 위한 선택 방법이 되었다. PCR은 감염성 질환을 진단하기 위한 빠르고, 민감하고, 구체적인 툴일 수 있다. 하지만, 가능성 있는 다양한 원인 유기체 또는 바이러스, 및 일부 병리학적 시료에 존재하는 낮은 수준의 유기체 또는 바이러스에 대해 PCR을 1차 진단 수단으로 사용하는 것은 도전일 수 있다. 대부분 음성일 것으로 예상되는 가능한 원인 유기체 또는 바이러스마다 하나씩, 매우 큰 패널의 PCR 분석을 사용하는 것은 비현실적일 수 있다. 병원균 핵산이 매우 낮은 농도로 있을 때 문제가 악화될 수 있어 적합한 반응 템플릿을 수집하기 위해 모다 많은 양의 샘플이 필요하다. 어떤 경우에는 모든 가능한 유병 인자를 분석하기에는 부적절한 샘플이 있을 수 있다. 해결책은 "복합 PCR(multiplex PCR)을 수행하는 것으로, 여기서 샘플은 단일 반응에서 다중 타켓을 동시에 분석된다. 복합 PCR(multiplex PCR)은 일부 시스템에서 유용한 것으로 입증되었지만, 높은 수준의 복합 반응에 대한 견고성(robustness) 및 다수의 생성물을 명확히 분석하기 어려운 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 상기 분석이 이후에 다수의 2차 PCR로 나눠져야할 것이다. 1차 생성물내에 2차 반응이 중첩되면, 견고성(robustness)이 증가한다. FilmArray®(BioFire Diagnostics, LLC, Salt Lake City, UT)과 같은 폐쇄 시스템은 조작을 줄여 오염리스크를 줄일 수 있다.Recently, polymerase chain reaction (PCR) has become a method of choice for rapid diagnosis of infectious agents. PCR can be a fast, sensitive, and specific tool for diagnosing infectious diseases. However, for a variety of possible causative organisms or viruses, and low levels of organisms or viruses present in some pathological samples, using PCR as a primary diagnostic tool can be a challenge. It may be impractical to use a very large panel of PCR analysis, one for each probable causative organism or virus that is most likely to be negative. The problem can be exacerbated when the pathogen nucleic acid is in very low concentrations, requiring a large number of samples to collect a suitable reaction template. In some cases, there may be inadequate samples to analyze all possible prevalence factors. The solution is to "perform multiplex PCR, where samples are analyzed for multiple targets simultaneously in a single reaction. Multiplex PCR has proven useful in some systems, but has a high degree of robustness against complex reactions. (Robustness) and difficult to clearly analyze a large number of products To solve this problem, the analysis will have to be divided into a plurality of secondary PCRs afterwards, if the second reaction is overlapped in the first product, the robustness is Increased robustness Closed systems such as FilmArray® (BioFire Diagnostics, LLC, Salt Lake City, UT) can reduce the risk of contamination by reducing manipulation.
다양한 분석적 시스템 및 방법은 많은 양의 샘플에 대한 분석을 수행하는 수한으로써 멀티-웰 어레이(well array)를 포함한다. 전형적으로 샘플 용기로서의 각각의 웰은 독립형 분석을 제공하기 위한 것이다. 따라서, 상기 웰 및 상기 웰 내부의 분석 재료는 일반적으로 서로가 분리되도록 디자인된다; 서로 어떠한 교차 작용(cross-talk)이 없다. 이러한 이유로, 특히 폐쇄 시스템에서 어레이의 각 웰을 장착하는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, 폐쇄 어레이 시스템에서, 복수의 웰은 서로간의 교차 오염을 줄이기 위해 각각의 웰로 연장되도록 분리된 유체 채널에 의해 개별적으로 장착될 수 있다. 하지만, 이러한 채널을 기포가 생성되지 않게 충진하는 것은 어려우며, 웰 내부의 기포는 몇몇의 웰이 샘플량을 감소시키는 등의 문제를 발생시킬 수 있으며, 검출 문제가 발생될 수 있다. 또한, 이러한 시스템은 제조 비용이 많이 들고 제조가 어려운 문제가 있다. 또한, 분리된 유체 채널의 사용은 재료에 있어서 웰마다 다른점이 발생하고 이에 따른 분석 결과가 발생될 수 있다. Various analytical systems and methods include multi-well arrays as a means of performing analyzes on large volumes of samples. Typically each well as a sample container is to provide a standalone assay. Thus, the well and the analyte material within the well are generally designed to be separated from each other; There is no cross-talk with each other. For this reason, it can be difficult to mount each well of the array, especially in a closed system. For example, in a closed array system, a plurality of wells may be individually mounted by separate fluid channels extending into each well to reduce cross contamination with each other. However, it is difficult to fill such a channel so that bubbles are not generated, and bubbles in the wells may cause problems such as reducing the amount of samples in some wells, and detection problems may occur. In addition, such a system has a high manufacturing cost and is difficult to manufacture. In addition, the use of the separated fluid channel may cause differences in materials for each well, resulting in an analysis result.
또 다른 시스템의 경우, 어레이의 전체 또는 일부가 동시에 재료에 잠길 수 있고, 웰간의 오염을 줄이기 위해, 각각의 웰로 제한적인 개구가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 어레이는 웰을 밀봉하는 필름 커버를 가질 수 있고, 각각의 웰의 상기 필름상에 천공이 배치될 수 있다. 이에 대해 미국 특허 제8,895,295호에 개시된 바 있다. 유체 물질은 상기 어레이 커버 필름의 표면상에 분산될 수 있고, 이를 통해 유체 물질의 일부가 각각의 천공을 통해 각각의 웰에 유입될 수 있다. 상기 천공은 유체가 상기 웰로 부터 유출되는 것을 제한하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 힘이 가해지지 않도록 구성될 수 있다. For another system, all or part of the array can be immersed in the material at the same time, and restrictive openings to each well can be used to reduce contamination between wells. For example, the array may have a film cover that seals the wells, and perforations may be disposed on the film of each well. This has been disclosed in US Patent No. 8,895,295. The fluid material may be dispersed on the surface of the array cover film, through which a part of the fluid material may be introduced into each well through each perforation. The perforation can be configured to limit fluid outflow from the well. For example, it can be configured so that no force is applied.
다양한 시스템에서, 유체에 웰을 장착하기 위해, 압력 차이가 사용될 수 있다. 예를 들어, 유체의 통로(pathway), 적용 가능한 경우 천공을 통해, 및 웰 내부로 샘플에 힘을 가하기 위해 가압(positive pressure)이 사용될 수 있다. 하지만, 시스템의 압력이 높아지면, 가압(positive pressure)의 적용은 어레이과 관련되 구조적 특징이 손상될 수 있다. 이에 따라, 각각의 웰을 충진하기 위해 양압 및 분리된 유체 채널을 사용하는 일부 기존 시스템은 배기부(배기(vent)) 또는 오버플로우 시스템(overflow system)을 사용한다(예를 들어, 웰로 부터 나오는 "아웃(out)" 채널) 하지만, 상기 방법은 시스템으로 가해지는 유체의 양을 정확하게 측정할 필요가 있고, 이는 웰 마다 또는 샘플 용기마다 충진양이 다른 결과를 초래할 수 있다. 또한, 배기 채널은 의도치 않게 오염 물질을 상기 어레이 시스템으로 유입시킬 수 있고, 이로 인해 장치가 손상되고, 잘못된 결과가 도출될 수 있다. 또한, 상기 유체 경로(pathway)로 위치된 일부 공기가 유입되는 유체에 의해 배출되는 반면, 에어 버블은 상기 경로(pathway)에 트랩되어 샘플 분석에 영향을 줄 수 있고, 상기 에어 버블이 가열하는 동안 팽창함에 다라 열순환과 관련된 분석법을 수행하는 동안 교차 작용(cross-talk)을 증가시킬 수 이다.In various systems, a pressure differential can be used to mount the well to the fluid. For example, positive pressure may be used to force the sample through the pathway of the fluid, if applicable, through the perforation, and into the well. However, if the pressure in the system is high, the application of positive pressure can damage the structural features associated with the array. Accordingly, some existing systems that use positive pressure and separate fluid channels to fill each well use an exhaust (vent) or overflow system (e.g. "Out" channel) However, the method requires an accurate measurement of the amount of fluid applied to the system, which can result in different fill amounts from well to well or from sample container to sample container. In addition, the exhaust channels can unintentionally introduce contaminants into the array system, which can damage the device and lead to erroneous results. In addition, while some air located in the fluid pathway is discharged by the incoming fluid, air bubbles may be trapped in the pathway to affect sample analysis, and while the air bubbles are heating As it expands, it is possible to increase the cross-talk during the analysis of the thermal cycle.
이에 대한 대안으로, 유체 물질을 각 웰로 흡입되도록, 감압(negative pressure) 또는 진공이 사용될 수 있다. 각각의 웰로 충진하기 위해 분리된 유체 채널을 채용하는 기존 시스템은 유체 샘플을 통해 진공을 형성함으로써 상기 웰 및 유체 채널로 부터 공기를 배기할 수 있다. 따라서, 진공이 해제될 때, 유체 물질은 유체 채널을 통해 각각의 웰로 흡입된다. 하지만, 진공 수준(또는 압력차)은 유체 샘플의 분압으로 제한된다. 예를 들어, 물의 부분 증기압은 상온(즉, 20-25℃) 및 1 기압에서 약 25-32 mba이고, 물의 부분 증기압은 진공이 진행됨에 따라 상승할 수 있다. 따라서, 물 또는 다른 유체의 존재하에서는, 각각의 웰로 부터 공기의 제한된 양만을 제거할 수 있다.As an alternative to this, negative pressure or vacuum can be used to draw the fluid material into each well. Existing systems employing separate fluid channels to fill into each well can evacuate air from the wells and fluid channels by creating a vacuum through the fluid sample. Thus, when the vacuum is released, fluid material is sucked into each well through the fluid channel. However, the vacuum level (or pressure difference) is limited by the partial pressure of the fluid sample. For example, the partial vapor pressure of water is about 25-32 mba at room temperature (ie, 20-25° C.) and 1 atmosphere, and the partial vapor pressure of water may increase as the vacuum progresses. Thus, in the presence of water or other fluid, only a limited amount of air can be removed from each well.
종래 어레이 플러딩 시스템(array flooding system)의 경우, 제공시 진공이 적용 또는 형성될 수 있다. 예를 들어, 진공(또는 감압)조건에서 어레이가 집합(assembled)되도록, 배기 챔버에서 어레이는 밀봉될 수 있다. 이후 어레이 시스템은 제조되는 동안 진공 적용이 유지된 상태에서, 포장되고 저장되고 이동될 수 있다. 하지만, 이러한 시스템은 사용시까지 진공의 적절한 수준이 유지될 수 있는 물질 및/또는 포장이 필요하므로, 이로 인해 제품에 대한 상당한 비용이 추가될 수 있다. In the case of a conventional array flooding system, a vacuum may be applied or formed when provided. For example, the array may be sealed in the evacuation chamber so that the array is assembled under vacuum (or reduced pressure) conditions. The array system can then be packaged, stored and moved while the vacuum application is maintained during manufacture. However, such systems require materials and/or packaging that can maintain an adequate level of vacuum until use, which can add significant cost to the product.
따라서, 폐쇄 시스템(예를 들어, 반응 웰의 어레이 또는 시약 블리스터)에서 챔버의 실시간(in-situ) 배기 및 충진을 위한 제품, 방법 및 시스템에 대한 요구, 폐쇄 시스템에서의 챔버의 실시간(in-situ) 배기를 위해 구성된 기구에 대한 요구, 및 실시간(in-situ) 배기를 위해 구성된 반응 용기를 제조하기 위한 방법에 대한 요구가 존재하다.Thus, the need for products, methods and systems for in-situ evacuation and filling of chambers in closed systems (e.g., arrays of reaction wells or reagent blisters), in real time of chambers in closed systems There is a need for a device configured for in-situ exhaust, and for a method for manufacturing a reaction vessel configured for in-situ exhaust.
본 발명의 일 측면에서의 목적은, 사용 시점에서 어레이의 배기를 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.An object of one aspect of the present invention is to a system and method for evacuating an array at the point of use.
상기 목적을 달성하기 위하여,To achieve the above object,
본 발명의 실시 예는, 사용 시점에서 배기를 위한 최근 신규 시스템 및 방법, 바람직하게는 하나 이상의 챔버 형태, 특히 폐쇄 분위기의 챔버 형태를 순차적으로 충진하는 시스템 및 방법이 갖는 상술한 또는 다른 문제 중 하나 이상을 해결할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예는 사용 시점에서 및/또는 실시간(즉, 분석 방법을 수행하는 단계에서) 요청 시 배기될 수 있는 어레이 어셈블리를 포함할 수 있다. 따라서, 바람직하게는, 진공은 수 초에서 수 분(즉, 진공을 형성하고 시스템을 재밀봉하기에 충분히 긴, 바람지직하게는 배기된 챔버(예를 들어, 웰 어레이)를 액체로 채우기 위해 충진 밀봉부를 개방하기에 충분히 긴 시간) 동안 유지될 수 있다. 따라서, 거의 완전히 형성된 진공은 충진 밀봉부를 개방할 때 유체를 어레이 어셈블리로 흡입하기 위해 사용될 수 있다.An embodiment of the present invention is one of the aforementioned or other problems with a recently new system and method for exhausting at the point of use, preferably a system and method for sequentially filling one or more chamber types, particularly a closed atmosphere chamber type. You can solve the above. For example, an embodiment may include an array assembly that can be evacuated at the point of use and/or upon request in real time (ie, in performing an analysis method). Thus, preferably, the vacuum is filled to fill with liquid from a few seconds to minutes (i.e. long enough to form a vacuum and reseal the system, preferably a vented chamber (e.g., a well array). It can be held for a long enough time to open the seal). Thus, an almost completely formed vacuum can be used to suck fluid into the array assembly when opening the fill seal.
일 실시 예에 따라, 상기 진공은 액체 샘플을 통해 형성되지 않기 때문에 상기 앨체(예를 들어, 물)의 증기압에 제한되지 않는다. 강한 진공의 감압 수준은 어레이 어셈블리로 부터 공기를 완전히 배기할 수 있으며 이에 따라 상기 어레이 어셈블리상에 남는 잔여 공기를 최소화할 수 있다.According to one embodiment, the vacuum is not limited to the vapor pressure of the liquid (eg, water) because the vacuum is not formed through the liquid sample. The level of depressurization of a strong vacuum can completely exhaust air from the array assembly, thus minimizing residual air remaining on the array assembly.
일 예로, 강한 진공은 또한 상기 진공을 해제할 때, 웰 각각으로 유체의 전체를, 일정하게 흡입할 수 있다. 상기 어레이 어셈블리 내 공기가 완전히 배기됨으로써 흡입된 유체내의 에어 버블은 종래의 시스템 대비 감소되고, 최초화될 수 있고, 또한 바람직하게는 제거될 수 있다. 또한, 상기 어레이 어셈블리는 진공을 적용하기 위한 배기 챔버가 필요하지 않는 형태(예를 들어, 크기 및 구조)일 수 있다. 대신, 일 실시 예에서, 상기 어레이 어셈블리 내에 완전한 진공상태와 보다 가깝운 상태가 형성되도록 피스톤 펌프 또는 다른 진공 부재가 사용될 수 있다.For example, when the vacuum is released, the strong vacuum can constantly suck the entire fluid into each of the wells. By completely exhausting the air in the array assembly, air bubbles in the sucked fluid can be reduced, initialized, and preferably eliminated compared to conventional systems. In addition, the array assembly may have a shape (eg, size and structure) that does not require an exhaust chamber for applying a vacuum. Instead, in one embodiment, a piston pump or other vacuum member may be used to form a state closer to a complete vacuum state within the array assembly.
일 실시 예에 따른 어레이 어셈블리는 어레이 형태의 복수의 웰, 복수의 웰 및 진공 포트와 유체 연통하는 진공 채널, 및 복수의 웰 및 유체 저장소와 유체 연통하는 어레이 충진 채널을 가질 수 있다. 상기 유체 채널 및 상기 진공 채널은 공동 정렬(co-aligned)될 수 있고, 공동 확장(co-extensive)될 수 있고, 일부 실시 예에서 동일 할 수 있다. 개방가능한 충진 밀봉부는 충진 채널 또는 상기 충진 채널 및 상기 유체 저장소 사이에 배치된 유체 채널에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 충진 밀봉부는 충진 채널 또는 유체 채널을 접음으로써 형성된 밀봉부와 같이, 개방 가능한 밀봉부(예를 들어, 파열형 밀봉부 또는 박리형 밀봉부)이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 진공 부재는 진공 포트와 연결될 수 있고, 진공은 상기 어레이 어셈블리(즉, 진공 채널, 다수의 웰 및 충진 채널)에 적용될 수 있다.The array assembly according to an embodiment may have a plurality of wells in an array form, a vacuum channel in fluid communication with a plurality of wells and a vacuum port, and an array filling channel in fluid communication with a plurality of wells and a fluid reservoir. The fluid channel and the vacuum channel may be co-aligned, co-extensive, and in some embodiments the same. The openable fill seal may be disposed in a fill channel or in a fluid channel disposed between the fill channel and the fluid reservoir. According to an embodiment, the fill seal may be or include an openable seal (eg, a burst seal or a peel seal), such as a seal formed by folding a fill channel or a fluid channel. . A vacuum member can be connected to the vacuum port, and vacuum can be applied to the array assembly (ie, vacuum channels, multiple wells and fill channels).
진공 밀봉부는 상기 웰에 진공을 유지시키기 위해 바람직하게는 진공 채널(예를 들어, 상기 진공 포트 및 복수의 웰 사이에 배치되는 진공채널)상에 위치될 수 있다. 개방 가능한 충진 밀봉부(fill seal), 바람직하게는 상기 어레이 및 또 다른 블리스터(예를 들어, 유체 저장소) 사이에 위치될 수 있는 개방 가능한 충진 밀봉부(fill seal)는 상기 어레이 어셈블리가 진공상태에 있는 동안 상기 유체 저장소의 배기를 방지할 수 있다. 상기 충진 밀봉부가 개방되면, 상기 저장소의 유체는 상기 유체 채널 및 어레이 충진 채널을 통해 복수의 웰로 흡입될 수 있다. 복수의 웰에서, 상기 유체는 하나 이상의 시약과 혼합될 수 있다.The vacuum seal may preferably be placed on a vacuum channel (eg, a vacuum channel disposed between the vacuum port and a plurality of wells) to maintain a vacuum in the well. An openable fill seal, preferably an openable fill seal that can be located between the array and another blister (e.g., fluid reservoir), allows the array assembly to be in a vacuum state. It can prevent exhaust of the fluid reservoir while in. When the fill seal is open, the fluid in the reservoir can be sucked into a plurality of wells through the fluid channel and the array fill channel. In a plurality of wells, the fluid may be mixed with one or more reagents.
일 실시 예에 따라, 상기 웰 밀봉부는 적어도 복수의 웰 중 일부에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 어레이 충진 채널의 일부(segment)는 상기 어레이에서 웰의 행(row)을 통해 연장될 수 있다. 따라서, 상기 충진 채널 일부(segment)는 상기 행(row)의 웰과 연통될 수 있고, 인접한 또는 다른 행의 웰과 직접적으로 연통될 수 없다. 상기 카드층 및 상기 제 2 필름층 사이에 열 용접과 같은 웰 밀봉부, 상기 웰의 행 및 상기 충진 채널 일부와 교차로를 형성함으로써, 각각의 웰은 다른 모든 웰로 부터 밀봉되거나 차단될 수 있다. 이러한 방법으로 어레이 웰 사이의 교차 작용(cross-talk)이 최소화되거나 제거될 수 있다.According to an embodiment, the well sealing part may be formed in at least some of the plurality of wells. For example, a segment of the array fill channel may extend through a row of wells in the array. Accordingly, a portion of the filling channel may communicate with wells of the row, and may not be directly communicated with wells of adjacent or other rows. Each well may be sealed or blocked from all other wells by forming a well sealing portion such as thermal welding between the card layer and the second film layer, a row of the well, and a portion of the filling channel. In this way, cross-talk between array wells can be minimized or eliminated.
일 실시 예에 따라, 개방가능한 충진 밀봉부는 상기 유체 저장소 및 유체 채널과 유체 연통되는 상기 유체 채널에 형성될 수 있다. 상기 어레이 어셈블리는 진공 챔버와 같은 진공하에 집합될 필요가 없기 때문에, 상기 어레이 어셈블리는 진공 포장 용기로 포장, 저장 및 운송될 필요없다. 본 발명은 노동력 및 재료비를 상당부분 절약할 수 있고, 상기 어레이 어셈블리로 수행되는 분석적 기술을 소비자에게 보다 용이하게 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예는 강한, 진공 밀봉되는 포장 용기를 사용할 필요가 없기 때문에, 보다 작은 재료 공간을 가질 수 있다.According to an embodiment, the openable fill seal may be formed in the fluid reservoir and the fluid channel in fluid communication with the fluid channel. Since the array assembly does not need to be assembled under a vacuum such as a vacuum chamber, the array assembly does not need to be packaged, stored and transported in a vacuum packaging container. The present invention can significantly save labor and material costs, and can more easily provide consumers with an analytical technique performed with the array assembly. Further, embodiments of the present invention may have a smaller material space, since there is no need to use a strong, vacuum-sealed packaging container.
일 실시 예에 따라, 상기 어레이 어셈블리는 내부에 복수의 웰을 포함하는 카드 층, 상기 카드층의 제 1 면에 결합된 제 1 층, 및/또는 상기 카드층의 제 1면에 결합된 제 2 필름층을 포함할 수 있다. 제 1 필름층은 복수의 웰 각각의 제 1 단을 밀봉할 수 있다. 상기 제 2 필름층은 복수의 웰의 제 2단을 적어도 부분적으로 밀봉할 수 있다. 제 1 필름층 및 제 2 필름층은 카드층이 배치된 파우치 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 카드층은 제 1 필름층 및 제2 필름층 사이에 접착제 또는 열성형에 의해 적층될 수 있다.According to an embodiment, the array assembly includes a card layer including a plurality of wells therein, a first layer coupled to a first surface of the card layer, and/or a second layer coupled to a first surface of the card layer. It may include a film layer. The first film layer may seal the first end of each of the plurality of wells. The second film layer may at least partially seal the second ends of the plurality of wells. The first film layer and the second film layer may be in the form of a pouch in which a card layer is disposed. For example, the card layer may be laminated between the first film layer and the second film layer by adhesive or thermoforming.
다른 실시 예는, 상기 카드층, 제 1 필름층, 및/또는 제 2 필름층은 상기 진공 채널 및/또는 상기 어레이 충진 채널을 형성하기 위해, 및/또는 상기 진공 채널 및/또는 상기 어레이 충진 채널을 형성하는 것은 보조하기 위해 형성될 수 있다. 예를 들어, 적어도 일 실시 예에서, 상기 진공 채널 및/또는 상기 충진 채널은 카드층에 형성될 수 있고, 또는 예를 들어 상기 카드 층의 표면 일부에 영향을 줄 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 진공 채널 및/또는 상기 충진 채널은 제 2 필름층 또는 상기 제 2 필름층의 표면 일부분에 형성될 수 있다.In another embodiment, the card layer, the first film layer, and/or the second film layer is used to form the vacuum channel and/or the array filling channel, and/or the vacuum channel and/or the array filling channel. Forming the can be formed to assist. For example, in at least one embodiment, the vacuum channel and/or the filling channel may be formed in the card layer, or, for example, may affect a part of the surface of the card layer. According to an embodiment, the vacuum channel and/or the filling channel may be formed on the second film layer or a portion of the surface of the second film layer.
상기 제 2 필름층은 제 3 필름층과 결합될 수 있고, 이를 통해, 상기 진공 채널 및/또는 상기 충진 채널은 상기 제 2 필름층 및 제 3 필름층 사이에 형성될 수 있다. 제 3 필름층은 복수의 천공을 가질 수 있다. 상기 천공은 정렬될 수 있고, 및/또는 복수의 웰, 상기 진공 채널, 및/또는 충진 채널과 유체 연통될 수 있다.The second film layer may be combined with the third film layer, through which the vacuum channel and/or the filling channel may be formed between the second film layer and the third film layer. The third film layer may have a plurality of perforations. The perforations may be aligned and/or may be in fluid communication with a plurality of wells, the vacuum channels, and/or fill channels.
상기 어레이 어셈블리는 제 1 필름층을 카드층의 제 1면에 결합하고, 제 2 필름층을 상기 카드층의 제 2 면에 결합시켜 진공 채널 및 어레이 충진 채널을 형성함으로써 제조될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 제 1 필름층 및 제 2 필름층은 서로 결합되어 카드 층 파우치를 형성할 수 있다. 필름층을 서로 결합하면 유체 채널, 유체 저장소, 및/또는 샘플 용기의 기타 구성 요소를 형성할 수 있다.The array assembly may be manufactured by bonding the first film layer to the first surface of the card layer and bonding the second film layer to the second surface of the card layer to form a vacuum channel and an array filling channel. According to an embodiment, the first film layer and the second film layer may be combined with each other to form a card layer pouch. Bonding the film layers together can form fluid channels, fluid reservoirs, and/or other components of the sample container.
상기 카드층(예를 들어, 내부에 형성된 오목한 도관을 갖는 카드층)은 선택적으로 복수의 웰에 시약으로 제조될 수 있고, 제 1 및 제 2 필름층의 분리에 의해 형성된 개구부를 통해 상기 파우치 내부로 주입할 수 있다. 제 1 및 제 2 필름층은 상기 카드층의 반대면에 결합될 수 있고, 상기 파우치의 개구부를 열용접함으로써, 상기 파우치는 상기 카드층 내부에 밀봉될 수 있다. The card layer (for example, a card layer having a concave conduit formed therein) may be selectively prepared as a reagent in a plurality of wells, and the inside of the pouch through an opening formed by separation of the first and second film layers. Can be injected with. The first and second film layers may be bonded to opposite surfaces of the card layer, and by heat welding the opening of the pouch, the pouch may be sealed inside the card layer.
본 발명의 일 측면은, One aspect of the present invention,
제 1 층 및 적어도 하나의 제 2층;A first layer and at least one second layer;
상기 제 1층 및 제 2층 사이에 배치되고, 내부에 복수의 웰(well)을 갖는 제 3층;A third layer disposed between the first layer and the second layer and having a plurality of wells therein;
복수의 웰(well) 및 진공 포트와 유체 연통하는 진공 채널; 및A vacuum channel in fluid communication with a plurality of wells and vacuum ports; And
복수의 웰(well) 및 유체 소스와 유체 연통하는 어레이 충진 채널;을 포함하는 어레이 어셈블리를 제공할 수 있다.An array assembly including a plurality of wells and an array filling channel in fluid communication with the fluid source may be provided.
상기 제 1층 및 제 2층은 필름층일 수 있다.The first layer and the second layer may be a film layer.
상기 제 3층은 내부에 복수의 웰(wel)이 형성된 카드 층(card layer)을 포함할 수 있다.The third layer may include a card layer in which a plurality of wells are formed.
상기 제 1 층은 상기 카드층의 제 1 면에 접합되어 상기 복수의 웰(well) 각각의 제 1 단을 밀봉하고, 상기 제 2 층은 상기 카드층의 제 2면에 접합되어 상기 복수의 웰(well) 각각의 제 2 단을 밀봉할 수 있다. The first layer is bonded to the first surface of the card layer to seal the first end of each of the plurality of wells, and the second layer is bonded to the second surface of the card layer to seal the plurality of wells. (well) Each second stage can be sealed.
상기 진공 포트는 제 1 층 및 제 2층 중 하나 이상에 있는 개구부를 포함할 수 있다.The vacuum port may include an opening in at least one of the first layer and the second layer.
상기 어레이 어셈블리는 상기 카드층에 오목한 도관을 포함하고, 상기 진공 채널 및 상기 어레이 충진 채널 중 하나 이상의 적어도 일부는 상기 제 2 필름층 및 상기 카드층의 오목한 도관 사이에 형성되고, The array assembly includes a concave conduit in the card layer, and at least a portion of at least one of the vacuum channel and the array filling channel is formed between the second film layer and the concave conduit of the card layer,
상기 카드층의 오목한 도관은 적어도 2개의 경로에 의해 복수의 웰(well)을 상기 진공 포트에 유체 연통하고, 적어도 2개의 경로에 의해 각각의 웰(well)을 상기 유체 궁급원에 유체 연통하는 매니 폴드 구조를 가질 수 있다.The concave conduit of the card layer is a manifold that fluidly communicates a plurality of wells to the vacuum port by at least two paths, and fluidly communicates each well to the fluid power source by at least two paths. It can have a fold structure.
상기 진공 채널의 적어도 일부는 상기 어레이 충진 채널의 적어도 일부에 배치되고, 및/또는 공동화(co-localized)될 수 있다.At least a portion of the vacuum channel may be disposed in at least a portion of the array filling channel and/or may be co-localized.
상기 복수의 웰(well) 및 상기 유체 소스 사이의 상기 어레이 충진 채널에 개방성 밀봉부를 더 포함할 수 있다.An open seal may be further included in the array filling channel between the plurality of wells and the fluid source.
상기 복수의 웰(well)은 복수의 행 각각에 배치되고,The plurality of wells are disposed in each of the plurality of rows,
상기 어레이 충진 채널은 상기 유체 소스 및 매니 폴드 채널 어셈블리와 유체 연통되는 접속 채널을 포함하고,The array fill channel includes a connection channel in fluid communication with the fluid source and the manifold channel assembly,
상기 매니 폴드 채널 어셈블리는,The manifold channel assembly,
복수의 웰(well) 각각과 유체 연통되고, 복수의 행 각각을 따라 연장된 복수의 분기 채널; 및 복수의 행의 제 1 단을 따라 연장한 제 1 메인 채널;을 포함하고, A plurality of branch channels in fluid communication with each of the plurality of wells and extending along each of the plurality of rows; And a first main channel extending along the first end of the plurality of rows,
상기 복수의 분기 채널 상기 제 1 메인 채널로 부터 연장하고, 상기 어레이 충진 채널은 상기 제 1 메인 채널과 유체 연통할 수 있다. The plurality of branch channels may extend from the first main channel, and the array filling channel may be in fluid communication with the first main channel.
상기 매니 폴드 채널 어셈블리는, 복수의 분기 채널과 유체 연통하는 제 2 메인 채널을 더 포함하고, 상기 제 2 메인 채널은 상기 복수의 행의 제 2 단을 따라 연장하고, 상기 진공포트는 상기 제 2 메인 채널과 연통하고, 상기 각각의 웰(well)은 적어도 2개의 다른 경로에 의해 상기 진공 포트 및 상기 유체 소스와 유체 연통할 수 있다.The manifold channel assembly further includes a second main channel in fluid communication with the plurality of branch channels, the second main channel extending along a second end of the plurality of rows, and the vacuum port is the second In communication with the main channel, each well can be in fluid communication with the vacuum port and the fluid source by at least two different paths.
상기 매니 폴드 채널 어셈블리는 각각이 복수의 분기 채널 각각으로 부터 복수의 웰(well)로 연장한 복수의 연결 채널을 더 포함하고, 상기 복수의 연결 채널 각각은 복수의 웰(well)과 유체 연통할 수 있다. The manifold channel assembly further includes a plurality of connection channels, each of which extends from each of the plurality of branch channels to a plurality of wells, each of the plurality of connection channels being in fluid communication with the plurality of wells. I can.
본 발명의 다른 일 측면은,Another aspect of the present invention,
내부에 복수의 웰(well)이 배치된 카드층을 준비하는 단계;Preparing a card layer having a plurality of wells disposed therein;
제 1 필름층 및 적어도 하나의 제 2 필름층 사이에 상기 카드층을 배치하는 단계;Disposing the card layer between the first film layer and at least one second film layer;
상기 카드층의 제 1 면에 상기 제 1 필름층을 접합하는 단계; 및Bonding the first film layer to the first surface of the card layer; And
상기 카드층의 제 2 면에 상기 제 2 필름층을 접합하는 단계;를 포함하고,Including; bonding the second film layer to the second surface of the card layer,
상기 카드층, 및 제 1 필름층 및 제 2 필름층 중 적어도 하나는, 하기(i) 및(ii)를 형성하는The card layer, and at least one of the first film layer and the second film layer, forming the following (i) and (ii)
어레이 어셈블리의 제조방법을 제공할 수 있다:A method of manufacturing an array assembly can be provided:
(i) 복수의 웰 및 진공 포트 사이에 연장하고, 및/또는 상기 복수의 웰 및 진공 포트와 유체 연통하는 진공 채널; 및(i) a vacuum channel extending between the plurality of wells and vacuum ports and/or in fluid communication with the plurality of wells and vacuum ports; And
(ii) 복수의 웰(well) 및 유체 소스 사이에 연장하고, 및/또는 상기 복수의 웰(well) 및 유체 소스와 유체 연통하는 어레이 충진 채널.(ii) an array fill channel extending between a plurality of wells and a fluid source, and/or in fluid communication with the plurality of wells and a fluid source.
상기 카드층의 오목한 도관은 매니폴드 구조를 가질 수 있다.The concave conduit of the card layer may have a manifold structure.
본 발명의 다른 일 측면은Another aspect of the present invention
(a) 어레이 어셈블리와 유체 연통하는 반응 영역을 포함하는 샘플 용기를 준비하는 단계;(a) preparing a sample container including a reaction region in fluid communication with the array assembly;
(b) 상기 반응 영역에서 샘플에 대한 분석 방법을 수행하여 반응 혼합물을 형성하는 단계;(b) forming a reaction mixture by performing an analysis method on the sample in the reaction zone;
(c) 복수의 웰(well) 및 복수의 채널로 부터 공기가 배출되도록 진공 포트를개방하고, 상기 어레이 어셈블리상에 진공을 유입하는 단계;(c) opening a vacuum port to discharge air from a plurality of wells and a plurality of channels, and introducing a vacuum onto the array assembly;
(d) 복수의 웰(well)이 진공을 유지하도록 진공 포트를 밀봉하여 배기 어레이(evacuated array)를 형성하는 단계; 및(d) forming an evacuated array by sealing the vacuum ports so that the plurality of wells maintain a vacuum; And
(e) 접속 개구부를 개방하여 어레이 충진 채널을 통해 복수의 웰(well)로 상기 반응 혼합물을 유입시키는 단계;를 포함하고,(e) opening the connection opening to introduce the reaction mixture into a plurality of wells through an array filling channel; including,
상기 어레이 어셈블리는, The array assembly,
어레이로 구성된 복수의 웰(well); A plurality of wells configured in an array;
반응 영역 및 어레이 사이의 접속 개구부; A connection opening between the reaction region and the array;
진공 포트; 및Vacuum port; And
어레이 내의 각각의 웰이 상기 접속 개구부 및 상기 진공 포트와 유체 연통되도록하는 복수의 채널;을 포함하는,A plurality of channels for allowing each well in the array to be in fluid communication with the connection opening and the vacuum port; including,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법을 제공할 수 있다.It can provide a method of using an array assembly for a sample.
상기 반응 혼합물을 복수의 웰(well) 각각에 배치된 하나 이상의 시약과 혼합하여 제 2 반응 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 반응 혼합물에 대해 제 2 분석 방법을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.Mixing the reaction mixture with one or more reagents disposed in each of a plurality of wells to form a second reaction mixture; And performing a second analysis method on the second reaction mixture.
상기 제 2 반응 혼합물은 PCR 혼합물일 수 있다.The second reaction mixture may be a PCR mixture.
상기 제 2 반응 혼합물을 열 순환시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.It may further include a step of thermally cycling the second reaction mixture.
복수의 웰(well) 중 적어도 하나에서 증폭 생성물을 검출하는 단계;를 더 포함할 수 있다. It may further include; detecting an amplification product in at least one of the plurality of wells.
상기 샘플은 미생물(microorganism)을 포함하고, 하나 이상의 시약은 항생제를 포함할 수 있다.The sample may contain microorganisms, and one or more reagents may contain antibiotics.
상기 항생제는 복수의 웰(well)의 제 1 웰에 제 1 농도로 포함되고, 복수의 웰(well)의 제 2 웰에 제 2 농도로 포함되며, 상기 제 2 농도는 상기 제 1 농도보다 낮은 농도일 수 있다.The antibiotic is included at a first concentration in a first well of a plurality of wells, a second concentration is included in a second well of a plurality of wells, and the second concentration is lower than the first concentration. It can be a concentration.
상기(c)단계는 상기 복수의 웰(well)에 2 내지 150mba의 진공을 제공할 수 있다. Step (c) may provide a vacuum of 2 to 150 mba to the plurality of wells.
상기(c)단계 및(d)단계는 상기(b)단계가 완료되기 전에 수행될 수 있다.Steps (c) and (d) may be performed before step (b) is completed.
본 발명의 다른 일 측면은Another aspect of the present invention
(a) 제 1 반응 영역 및 건조된 성분을 포함하는 제 2 반응 영역을 포함하는 밀봉된 용기를 준비하는 단계;(a) preparing a sealed container comprising a first reaction zone and a second reaction zone comprising a dried component;
(b) 상기 제 1 반응 영역에서 제 1 반응을 수행하여 반응 혼합물을 형성하는 단계;(b) performing a first reaction in the first reaction zone to form a reaction mixture;
(c) 상기 단계(b)를 수행하기 전 또는 수행 중 수행하며, 상기 제 2 반응 영역의 건조된 성분을 수화액(hydration fluid)으로 수화하여 수화된 성분을 형성하는 단계;(c) performing the step (b) before or during the step of hydrating the dried component of the second reaction zone with a hydration fluid to form a hydrated component;
(d) 상기 수화된 성분에 상기 반응 혼합물의 일부를 첨가하는 단계; 및(d) adding a portion of the reaction mixture to the hydrated component; And
(e) 제 2 반응 영역에서 제 2 반응을 수행하는 단계;를 포함하는, (e) performing a second reaction in a second reaction zone; containing,
밀봉된 샘플 용기에서의 다단 생물학적 반응의 수행방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a method of performing a multistage biological reaction in a sealed sample container.
상기 제 2 반응 영역은 웰(well) 어레이이고, 각각의 웰(well)은 건조된 성분을 포함하고, 복수의 웰(well) 중 적어도 일부의 웰은 상기 복수의 웰의 다른 부분의 웰과 다른 성분을 가질 수 있다.The second reaction region is an array of wells, each well contains a dried component, and at least some of the wells are different from the wells of other parts of the plurality of wells. Can have ingredients.
상기 웰 어레이의 웰 각각은 수화액이 상기 웰로 진입하는 것을 지연시키는 베리어층을 포함할 수 있다.Each well of the well array may include a barrier layer that delays the entry of the hydration solution into the well.
상기 수화하는 단계는, 복수의 웰(well)을 수화액으로 충진한 후, 과잉 수화액를 상기 웰 어레이로 부터 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.The step of hydration may include filling a plurality of wells with a hydration solution, and then removing excess hydration solution from the well array.
상기 밀봉된 샘플 용기에서의 다단 생물학적 반응의 수행방법은 상기 반응 혼합물을 상기 어레이로 이동시키는 단계; 상기 반응 혼합물의 일부가 베리어층을 통해 각각의 웰로 진입하는 단계; 및 상기 어레이로 부터 과잉 반응 혼합물을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of performing a multistage biological reaction in the sealed sample container comprises: transferring the reaction mixture to the array; A portion of the reaction mixture entering each well through a barrier layer; And removing the excess reaction mixture from the array.
밀봉된 샘플 용기에서의 다단 생물학적 반응의 수행방법은 상기 혼합물을 상기 어레이로 이동시키는 단계; 및 상기 베리어층 외부의 각각의 웰과 인접하는 반응 혼합물의 일부를 밀봉하여, 상기 베리어층을 통해 상기 반응 혼합물 및 수화된 성분이 혼합되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of carrying out a multistage biological reaction in a sealed sample container comprises: transferring the mixture to the array; And sealing a part of the reaction mixture adjacent to each well outside the barrier layer so that the reaction mixture and the hydrated component are mixed through the barrier layer.
상기 베리어층은 웰 1개당 하나 이상의 개구부를 갖는 천공층(pierced layer)이고, 상기 개구부는 약간의 힘을 가하지 않고 유체가 상기 개구부를 통과하기 어려운 크기를 가질 수 있다. The barrier layer is a pierced layer having at least one opening per well, and the opening may have a size that makes it difficult for a fluid to pass through the opening without applying a slight force.
상기 제 1 반응은 제 1 단계 PCR이고, 상기 제 2 반응은 제 2 PCR일 수 있다.The first reaction may be a first step PCR, and the second reaction may be a second PCR.
상기 제 2 반응 영역은 상기 단계(d) 이전에 양온(cool temperature)를 유지할 수 있다. The second reaction region may maintain a cool temperature before step (d).
상기 단계(c)를 수행하기 전, 적어도 부분적으로 진공된 제 2 반응 영역을 배기시키는 단계;를 더 포함할 수 있다. Before performing the step (c), evacuating the at least partially evacuated second reaction region; may further include.
본 발명의 다른 일 측면은,Another aspect of the present invention,
어레이로 배열된 복수의 웰(well)을 갖는 카드;A card having a plurality of wells arranged in an array;
상기 카드의 제 1 면의 접속 개구부;A connection opening on the first side of the card;
상기 접속 개구부 및 복수의 웰(well)과 유체 연통하는 채널 시스템; 및A channel system in fluid communication with the connection opening and a plurality of wells; And
상기 채널 시스템과 유체 연통하는 진공 포트;를 포함하는, Including; a vacuum port in fluid communication with the channel system,
어레이 어셈블리를 제공할 수 있다.Array assemblies can be provided.
상기 어레이는 복수의 행을 포함하고, 상기 복수의 행 각각은 하나 이상의 웰(well)을 포함하고, 상기 채널 시스템은 매니폴드 채널 어셈블리를 포함하고, The array includes a plurality of rows, each of the plurality of rows includes one or more wells, the channel system includes a manifold channel assembly,
상기 매니폴드 채널 어셈블리는,The manifold channel assembly,
상기 복수의 행을 따라 연장되고, 각각이 복수의 웰(well)과 유체 연통된 복수의 분기 채널; 및 상기 복수의 행의 제 1 단을 따라 연장되는 접속 개구부와 유체 연통된 제 1 메인 채널;을 포함하고, A plurality of branch channels extending along the plurality of rows, each of which is in fluid communication with a plurality of wells; And a first main channel in fluid communication with a connection opening extending along a first end of the plurality of rows,
상기 복수의 분기 채널은 상기 제 1 메인 채널로 부터 연장되고, The plurality of branch channels extend from the first main channel,
상기 복수의 분기 채널과 유체 연통하는 제 2 메인 채널을 포함하고, A second main channel in fluid communication with the plurality of branch channels,
상기 제 2 메인 채널은 상기 복수의 행의 제 2 단을 따라 연장되고, 상기 진공 포트는 상기 제 2 메인 채널과 연통되고,The second main channel extends along the second end of the plurality of rows, the vacuum port communicates with the second main channel,
상기 웰(well) 각각은 적어도 2개의 서로 다른 경로에 의해 상기 진공 포트 및 접속 개구부와 유체 연통될 수 있다.Each of the wells may be in fluid communication with the vacuum port and the connection opening by at least two different paths.
상기 어레이 어셈블리는 The array assembly
제 1 필름층 및 제 2 필름층을 더 포함하고,Further comprising a first film layer and a second film layer,
상기 제 1 및 제 2 필름층은 파우치(pouch)를 형성하고, 상기 카드층은 상기 파우치 내부에 적어도 부분적으로 밀봉될 수 있다.The first and second film layers may form a pouch, and the card layer may be at least partially sealed inside the pouch.
본 발명의 다른 일 측면은,Another aspect of the present invention,
유체와 연결된 복수의 반응 챔버, 및 어레이를 포함하고,A plurality of reaction chambers connected to the fluid, and an array,
상기 어레이는,The array,
상기 유체와 연결되는 복수의 반응 챔버 중 적어도 하나와 유체 연통되는 접속 개구부;A connection opening in fluid communication with at least one of a plurality of reaction chambers connected to the fluid;
복수의 반응 웰;A plurality of reaction wells;
진공 포트; 및Vacuum port; And
상기 접속 개구부, 상기 복수의 웰(well) 및 상기 진공 포트와 유체 연통하고, 어레이의 반응 웰 각각이 적어도 2개의 경로에 의해 상기 진공 포트와 유체 연결되고, 또한, 어레이의 반응 웰 각각이 적어도 2개의 경로에 의해 상기 유체 소스와 연결되는, 채널 시스템;을 포함하는,In fluid communication with the connection opening, the plurality of wells, and the vacuum port, each of the reaction wells of the array is fluidly connected to the vacuum port by at least two paths, and each of the reaction wells of the array is at least 2 Including; a channel system connected to the fluid source by four paths,
반응 용기를 제공할 수 있다.A reaction vessel can be provided.
상기 진공 포트는 가역적으로 밀봉되고, 상기 접속 개구부는 가역적으로 밀봉될 수 있다. The vacuum port may be reversibly sealed, and the connection opening may be reversibly sealed.
본 발명의 다른 일 측면은,Another aspect of the present invention,
어레이로 배열된 복수의 웰;A plurality of wells arranged in an array;
복수의 웰 및 진공 포트와 유체 연통되는 진공 채널; 및A vacuum channel in fluid communication with the plurality of wells and vacuum ports; And
상기 복수의 웰 및 유체 소스와 유체 연통되는 어레이 충진 채널;을 포함하는, Including; an array filling channel in fluid communication with the plurality of wells and the fluid source
어레이 어셈블리를 제공할 수 있다.Array assemblies can be provided.
상기 어레이 어셈블리는The array assembly
내부에 복수의 웰이 형성된 카드층;A card layer having a plurality of wells formed therein;
상기 카드층의 제 1 면에 결합되고, 복수의 웰 각각의 제 1 단을 밀봉하는 제 1필름층; 및A first film layer coupled to the first surface of the card layer and sealing the first end of each of the plurality of wells; And
상기 카드층의 제 2 면에 결합되는 제 2 필름층;을 포함하고,Including; a second film layer bonded to the second surface of the card layer,
상기 진공 포트는 제 1 필름층 및 제 2 필름층 중 하나 이상에 개구부를 포함할 수 있다.The vacuum port may include an opening in at least one of the first film layer and the second film layer.
상기 진공 채널 및 어레이 충진 채널 중 하나 이상은, 적어도 일부가(i)카드층,(ii) 제 2 필름층, 및(iii) 상기 카드층 및 제 3 필름층 사이 중 어느 하나에 형성될 수 있다.At least one of the vacuum channel and the array filling channel may be formed in at least one of (i) the card layer, (ii) the second film layer, and (iii) the card layer and the third film layer. .
상기 진공 채널 및 어레이 충진 채널 중 하나 이상은 적어도 일부가 상기 제 1 필름층 및 제 2 필름층 사이에 형성될 수 있다.At least a portion of at least one of the vacuum channel and the array filling channel may be formed between the first film layer and the second film layer.
상기 어레이 충진 채널의 일부는 상기 제1 필름층 및 제 2 필름층 사이에 형성되고, 상기 카드층의 주위(perimeter)의 적어도 일부에 배치될 수 있다.A part of the array filling channel may be formed between the first film layer and the second film layer, and may be disposed in at least a part of a perimeter of the card layer.
상기 카드층에 오목한 도관을 더 포함하고,Further comprising a concave conduit in the card layer,
상기 카드층의 오목한 도관은 매니폴드 구조이고, 상기 어레이 내의 각각의 웰은 적어도 2개의 경로에 의해 상기 진공 포트와 유체 연통되고, 상기 각각의 웰은 또한 적어도 2개의 경로에 의해 상기 유체 소스와 연결될 수 있다.The concave conduit of the card layer is of a manifold structure, each well in the array is in fluid communication with the vacuum port by at least two paths, and each well will also be connected to the fluid source by at least two paths. I can.
상기 제 2 필름층은 내부에 오목한 도관이 형성되고,The second film layer has a concave conduit formed therein,
상기 제 2 필름층 및 상기 카드층 사이에 배치된 제 3층을 더 포함하며,Further comprising a third layer disposed between the second film layer and the card layer,
상기 제 3 필름층은 관통하도록 연장된 복수의 관통부(piercing)을 포함하고, 상기 복수의 관통부는 상기 제 2 필름층의 상기 오목한 도관과 유체 연통할 수 있다. The third film layer may include a plurality of piercing portions extending therethrough, and the plurality of piercing portions may be in fluid communication with the concave conduit of the second film layer.
상기 어레이 충진 채널의 적어도 일부는 상기 제 2 필름층의 오목한 도관과, 제2 필름층의 오목한 도관의 2개 이상의 부분 사이의 제2 필름층과 제3 필름층 사이의 결합 사이에 배치될 수 있다.At least a portion of the array filling channel may be disposed between the concave conduit of the second film layer and the bond between the second film layer and the third film layer between two or more portions of the concave conduit of the second film layer. .
상기 진공 채널의 적어도 일부는 상기 어레이 충진 채널의 일부로서 제공되고, 또한, 상기 어레이 충진 채널을 개구 위치로 유지하기 위한 구조일 수 있다.At least a portion of the vacuum channel may be provided as a part of the array filling channel, and may have a structure for maintaining the array filling channel in an open position.
복수의 웰 및 유체 소스 사이의 상기 어레이 충진 채널에 개방성 밀봉부를 더 포함할 수 있다.An open seal may be further included in the array fill channel between the plurality of wells and the fluid source.
복수의 웰 각각에 배치되는 하나 이상의 시약을 더 포함할 수 있다. It may further include one or more reagents disposed in each of the plurality of wells.
상기 복수의 웰은 복수의 행 각각에 배치되고, 상기 어레이 충진 채널은 유체 소스 및 매니 폴드 채널 어셈블리와 유체 연통되는 접속 채널을 포함하고, The plurality of wells are disposed in each of the plurality of rows, and the array fill channel includes a fluid source and a connection channel in fluid communication with a manifold channel assembly,
상기 매니 폴드 채널 어셈블리는, The manifold channel assembly,
복수의 행 각각을 따라 연장되고, 각각이 복수의 웰과 유체 연통되는 복수의 분기 채널; 및 A plurality of branch channels extending along each of the plurality of rows, each of which is in fluid communication with the plurality of wells; And
상기 복수의 열의 제 1 단을 따라 연장하 제1 메인 채널;을 포함하고,Including; a first main channel extending along the first end of the plurality of rows,
상기 복수의 분기 채널은 상기 제 1 메인 채널로 부터 연장되고, 상기 어레이 충진 채널은 상기 제 1 메인 채널로 부터 연장될 수 있다.The plurality of branch channels may extend from the first main channel, and the array filling channel may extend from the first main channel.
상기 매니 폴드 채널 어셈블리는 복수의 분기 채널과 유체 연통하는 제 2 메인 채널을 더 포함하고,The manifold channel assembly further includes a second main channel in fluid communication with the plurality of branch channels,
상기 제2 메인 채널은 상기 복수의 열의 제 2 단을 따라 연장하고, The second main channel extends along the second end of the plurality of rows,
상기 진공 포트는 상기 제 2 메인 채널과 유체 연통하고, The vacuum port is in fluid communication with the second main channel,
상기 각각의 웰은 상기 진공 포트 및 상기 유체 소스와 적어도 2개의 서로 다른 경로로 유체 연통할 수 있다.Each of the wells may be in fluid communication with the vacuum port and the fluid source through at least two different paths.
상기 매니 폴드 채널 어셈블리는 복수의 분기 채널 각각으로 부터 복수의 웰로 각각이 연장된 복수의 연결 채널을 더 포함하고,The manifold channel assembly further includes a plurality of connection channels each extending from each of the plurality of branch channels to a plurality of wells,
상기 복수의 연결 채널 각각은 복수의 웰과 유체 연통될 수 있다.Each of the plurality of connection channels may be in fluid communication with the plurality of wells.
본 발명의 다른 일 측면은Another aspect of the present invention
샘플 도입 영역을 포함하고, 적어도 하나의 제 1 반응 영역이 상기 샘플 도입 영역과 유체 연통되고, 제 2 반응 영역이 제 1 반응 영역과 유체 연통되고, 상기 제 2 반응 영역은 복수의 웰을 포함하고, 진공 채널이 복수의 웰 및 진공 포트와 유체 연통되고, 어레이 충진 채널이 복수의 웰 및 제 1 반응 영역 사이로 연장되고 및/또는 어레이 충진 채널이 복수의 웰 및 제 1 반응 영역 과 유체 연통되고, 개방성 밀봉부가 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 사이에 배치되는, 반응 용기를 준비하는 단계;A sample introduction region, at least one first reaction region in fluid communication with the sample introduction region, a second reaction region in fluid communication with the first reaction region, the second reaction region including a plurality of wells, , The vacuum channel is in fluid communication with the plurality of wells and vacuum ports, the array fill channel extends between the plurality of wells and the first reaction region, and/or the array fill channel is in fluid communication with the plurality of wells and the first reaction region, Preparing a reaction vessel, wherein an open seal is disposed between the first reaction region and the second reaction region;
상기 반응 용기에 대한 분석 방법 중 적어도 하나의 단계를 수행하는 단계;Performing at least one step of an analysis method on the reaction vessel;
복수의 웰, 상기 진공 채널 및 상기 어레이 충진 채널의 적어도 일부를 대기 압 대비 낮은 압력에 놓이도록, 복수의 웰상에 부분적으로 진공을 형성하는 단계;Forming a vacuum partially on the plurality of wells to place at least a portion of the plurality of wells, the vacuum channel, and the array fill channel at a pressure lower than atmospheric pressure;
복수의 웰 및 상기 어레이 충진 채널 중 적어도 일부에 진공이 유지되도록 상기 진공 채널의 일부를 밀봉하고 배기 어레이를 형성하는 단계; 및Sealing a portion of the vacuum channel and forming an exhaust array such that a vacuum is maintained in at least a portion of the plurality of wells and the array fill channel; And
유체가 상기 어레이 충진 채널을 통해 복수의 웰로 유입되도록, 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 사이에 배치된 개방성 밀봉부를 개구함으로써 유체를 배기 어레이로 공급하는 단계;를 포함하는,Including, supplying the fluid to the exhaust array by opening an open seal disposed between the first reaction region and the second reaction region so that the fluid flows into the plurality of wells through the array filling channel.
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법을 제공할 수 있다.It is possible to provide a method for forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
상기 분석 방법 중 적어도 하나의 단계는 At least one step of the analysis method
상압으로 포장된 반응 용기를 상압 포장(ambient pressure package)으로부터 꺼내는 단계, 샘플을 상기 샘플 도입 영역으로 도입하는 단계, 상기 반응 용기를 상기 분석 방법을 수행하고 부분적으로 진공을 유입해 배기 어레이를 형성하기 위해 구성된 기구 내부로 삽입하는 단계, 제 1 반응 영역에서 하나 이상의 반응을 수행하는 단계 및 배기 어레이로 유체를 공급하기 위해 준비하는 단계 중 어느 하나를 포함할 수 있다.Taking out a reaction vessel packaged at atmospheric pressure from an ambient pressure package, introducing a sample into the sample introduction region, performing the analysis method on the reaction vessel and partially introducing a vacuum to form an exhaust array Inserting into an apparatus configured for, performing one or more reactions in the first reaction zone, and preparing to supply fluid to the exhaust array.
상기 제 1 반응 영역에서 하나 이상의 반응을 수행하는 단계는, The step of performing one or more reactions in the first reaction zone,
분해물을 형성하기 위해 샘플 분해하는 단계, 상기 분해물로 부터 분해 입자를 분리하는 단계, 상기 분해물과 실리카 자성 비드를 혼합하는 단계, 상기 실리카 자성 비드에 의해 핵산 포집 후 폐기물 챔버로 잔여 분해물을 이동시키는 단계, 상기 자성 비드를 적어도 한번 세척하는 단계, 세척 용액을 폐기물 챔버로 이동시키는 단계, 상기 실리카 자성 비드로 부터 핵산을 용출하는 단계, 단일 또는 복합 제 1 PCR 반응을 수행하는 단계 및 상기 제 2 반응 영역의 복수의 웰에서 제 2 PCR 반응을 수행하기 위한 준비로 상기 제1 PCR 반응 생상물을 희석하는 단계 중 어느 하나를 포함할 수 있다.Decomposing a sample to form a decomposition product, separating the decomposition particles from the decomposition product, mixing the decomposition product and silica magnetic beads, collecting the nucleic acid by the silica magnetic beads, and moving the residual decomposition product to a waste chamber , Washing the magnetic beads at least once, moving the washing solution to a waste chamber, eluting nucleic acids from the silica magnetic beads, performing a single or complex first PCR reaction, and the second reaction zone In preparation for performing a second PCR reaction in a plurality of wells of, it may include any one of the steps of diluting the product of the first PCR reaction.
상기 분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법은 상기 반응 용기는 상기 샘플 도입 영역, 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 중 하나 이상을 유체 연통하는 하나 이상의 시약 블리스터(blister)를 더 포함할 수 있다.In the method for forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analysis method, the reaction vessel comprises at least one reagent in fluid communication between at least one of the sample introduction region, the first reaction region, and the second reaction region. It may further include a blister.
상기 하나 이상의 시약 블리스터(blister)는 건조 시약을 포함하고, The one or more reagent blisters contain dry reagents,
상기 진공 형성 방법은, 상기 건조 시약을 포함하는 상기 하나 이상의 시약 블리스터(blister)상에 부분적 진공을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The vacuum forming method may further include forming a partial vacuum on the at least one reagent blister containing the drying reagent.
상기 분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법은 제 1 혼합물을 형성하기 위해 유체를 상기 건조 시약과 혼합하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method for forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analysis method may further include mixing a fluid with the drying reagent to form a first mixture.
하나 이상의 상기 시약 블리스터는 샘플 준비, 핵산 회수, 제 1 단계 PCR 및 제 2 단계 PCR을 위한 시약을 포함할 수 있다.One or more of the reagent blisters may include reagents for sample preparation, nucleic acid recovery, first step PCR and second step PCR.
본 발명의 다른 일 측면은,Another aspect of the present invention,
반응 용기 및 기구를 포함하고,Including a reaction vessel and apparatus,
상기 반응 용기는 샘플 도입 영역, 상기 샘플 도입 영역과 유체 연통하는 적어도 하나의 제 1 반응 영역, 및 상기 제 1 반응 영역과 유체 연통하는 제 2 반응 영역을 포함하고,The reaction vessel includes a sample introduction region, at least one first reaction region in fluid communication with the sample introduction region, and a second reaction region in fluid communication with the first reaction region,
상기 제 2 반응 영역은 복수의 웰, 상기 복수의 웰 및 진공 포트 사이로 연장되고 및/또는 상기 복수의 웰 및 진공 포트와 유체 연통되는 진공 채널, 상기 복수의 웰 및 제 1 반응 영역 사이로 연장되고 및/또는 상기 복수의 웰 및 제 1 반응 영역과 유체 연통되는 어레이 충진 채널, 및 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 사이에 배치되는 개방성 밀봉부,를 포함하고,The second reaction region extends between the plurality of wells, the plurality of wells and the vacuum port, and/or the vacuum channel in fluid communication with the plurality of wells and the vacuum port, the plurality of wells and the first reaction region, and / Or an array filling channel in fluid communication with the plurality of wells and the first reaction region, and an open seal disposed between the first reaction region and the second reaction region,
상기 기구는 반응 용기를 사용하여 분석적 방법을 수행하도록 구성되고, 상기 분석적 방법 중 하나 이상의 단계를 수행하는 동안 반응 용기의 하나 이상의 부분에 부분적 진공을 유입하기 위한 진공 시스템을 포함하는,The apparatus is configured to perform an analytical method using the reaction vessel, and comprises a vacuum system for introducing a partial vacuum to one or more portions of the reaction vessel during performing one or more steps of the analytical method.
시스템을 제공할 수 있다.System can be provided.
부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분은 상기 부분적 진공이 물의 부분압에 대해 형성되지 않도록 건조될 수 있다.One or more portions of the reaction vessel configured to form a partial vacuum may be dried such that the partial vacuum is not formed against the partial pressure of water.
부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분의 부분적 진공은 2 내지 150mba일 수 있다.The partial vacuum of one or more portions of the reaction vessel configured to form a partial vacuum may be between 2 and 150 mba.
상기 부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분은 복수의 웰, 진공 채널 및 어레이 충진 채널 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.At least one portion of the reaction vessel configured to form the partial vacuum may include at least a portion of a plurality of wells, vacuum channels, and array fill channels.
상기 기구는 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분에 형성된 부분적 진공을 보존하기 위해 밀봉을 적용하는 밀봉 부재를 포함할 수 있다.The apparatus may include a sealing member that applies a seal to preserve a partial vacuum formed in one or more portions of the reaction vessel.
상기 반응 용기는, 상기 샘플 도입 영역, 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 중 하나 이상과 유체 연통되는 하나 이상의 시약 블리스터를 더 포함할 수 있다. The reaction vessel may further include one or more reagent blisters in fluid communication with at least one of the sample introduction region, the first reaction region, and the second reaction region.
상기 하나 이상의 시약 블리스터 중 적어도 하나는 건조 시약을 포함하고,At least one of the one or more reagent blisters comprises a dry reagent,
부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기 중 하나 이상의 부분은 상기 건조 시약을 포함하는 하나 이상의 시약 블리스터를 포함할 수 있다.One or more portions of the reaction vessel configured to form a partial vacuum may contain one or more reagent blisters containing the dry reagent.
상기 기구는 상기 반응 용기의 적어도 일부를 열순환하기 위해 배치되고 배열된 적어도 하나의 히터를 포함하는 PCR 장치일 수 있다.The apparatus may be a PCR apparatus comprising at least one heater disposed and arranged to thermally cycle at least a portion of the reaction vessel.
상기 기구는 등온 반응을 수행하기 위해 상기 반응 용기의 적어도 일부의 온도를 제어하도록 배치되고 배열된 적어도 하나의 히터를 포함할 수 있다.The apparatus may include at least one heater disposed and arranged to control the temperature of at least a portion of the reaction vessel to perform an isothermal reaction.
상기 기구는 상기 반응 용기의 적어도 일부의 온도를 제어하도록 배치되고 배열된 적어도 하나의 히터, 유체를 상기 반응 용기로 이동시키기 위한 하나 이상의 액추에이터(actuator), 및 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분에서 유체의 움직임을 제어하기 위한 하나 이상의 밀봉부를 포함할 수 있다.The mechanism includes at least one heater disposed and arranged to control the temperature of at least a portion of the reaction vessel, one or more actuators for moving fluid to the reaction vessel, and a fluid in one or more portions of the reaction vessel. It may include one or more seals to control movement.
상기 요약은 이하의 상세한 설명에서 추가로 설명되는 개념의 선택을 단순화된 형태로 소개하기 위해 제공된 것일 수 있다. 상기 요약은 청구된 주제의 주요 특징 또는 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 또한 청구된 주제의 범위를 결정하는 데 도움을 주기 위해 사용된 것이 아니다. 추가적 특징 및 장점이 이하의 설명에서 설명될 것이며, 그 중 일부는 설명으로 부터 명백하거나 본 발명의 실시 예에 의해 알 수 있다.The above summary may be provided to introduce in a simplified form a selection of concepts that are further described in the detailed description below. The above summary is not intended to identify key features or essential features of the claimed subject matter, nor is it used to assist in determining the scope of the claimed subject matter. Additional features and advantages will be described in the following description, some of which are apparent from the description or can be seen by embodiments of the present invention.
특징 및 장점은 첨부된 청구 범위에서 특히 기재한 청구항 및 이들의 결합에 의해 실현되고 얻어질 수 있다. 이러한 특징 또는 다른 특징은 이하의 설명 및 덧붙인 청구 범위로 부터 보다 완전히 명백해질 수 있고, 또는 이하에 설명된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 의해 알 수 있다. Features and advantages can be realized and obtained by means of the claims particularly set forth in the appended claims and combinations thereof. These or other features may become more fully apparent from the following description and appended claims, or may be known by the embodiments of the present invention as described below.
본 발명의 실시 예는, 사용 시점 및/또는 실시간(즉, 분석 방법을 수행하는 단계에서) 배기될 수 있는 어레이 어셈블리를 포함할 수 있다. 따라서, 진공은 수 초에서 수분(즉, 진공을 형성하고 시스템을 재밀봉하기에 충분히 긴, 바람직하게는 배기된 챔버(예를 들어, 웰 어레이)를 액체로 채우기 위해 충진 밀봉부를 개방하기에 충분히 긴 시간) 동안 유지될 수 있다. An embodiment of the present invention may include an array assembly capable of being exhausted at the point of use and/or in real time (ie, in performing an analysis method). Thus, the vacuum is a few seconds to moisture (i.e. long enough to create a vacuum and reseal the system, preferably sufficient to open the fill seal to fill the evacuated chamber (e.g. a well array) with liquid. Can be maintained for a long time).
도 1은 자체 함유 PCR에 유용한 유연 파우치를 도시한 그림이고,
도 2는 도 1의 파우치를 포함하며, 도 1의 파우치와 함께 사용하기 위한 장치의 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 파우치를 갖는 도 2의 블래더(bladder) 구성 요소를 포함하는 도 3a 장치의 부분 단면도이고,
도 4는 도 2 장치의 일 실시 예에로 사용되는 모터를 도시한 그림이고,
도 5a는 유연성 파우치의 다른 실시 예를 도시한 그림이고,
도 5b는 B-B라인을 따라 도시한 5a 파우치 일부분의 단면도를 도시한 그림이고,
도 5c는 C-C라인을 따라 도시한 도 5a 파우치 일부분의 단면도를 도시한 그림이고,
도 6a는 2 단계 어레이의 일 실시 예를 도시한 그림이고,
도 6b는 웰 충진 시스템의 일 실시 예를 도시하는 도 6a를 B-B 선을 따라 도시한 단면도이고,
도 6c는 웰 충진 시스템의 다른 실시 예를 도시한 다른 실시 예이고,
도 7a는 사용 시점에서 어레이 배기 시스템의 일 실시 예를 나타내는 2 단계 어레이를 도시한 그림이고,
도 7b는 선 B-B를 따라 도시한 도 7a의 일부 단면도이고,
도 8a는 카드를 포함하는 어레이 어셈블리의 일 실시 예를 도시한 사시도이고,
도8b는 도 8a의 어레이 어셈블리의 일부에 대한 상세도이고,
도 8c는 파우치에 카드 층을 포함하는 어레이 어셈블리의 다른 실시 예의 평면도이고,
도 8d는 파우치의 평면도이고,
도 9a는 진공 채널을 갖는 2 단계 고밀도 어레이의 일 실시 예의 분해 사시도이고,
도 9b는 2 단계 고밀도 어레이의 구성이 도시된 도 9a의 2 단계 고밀도 어레이의 저면도이고,
도 9c는 라인 C-C를 따라 도시한 도 9a의 일부 단면도이다.
도 10a 내지 10e는 실시 예에 따른 2단계 어레이 웰에서 내용물을 재수화하여 반응을 개시하는 방법을 도시한 그림이고,
도 10f는 도 10a 내지 10e에 도시된 방법에서 반응을 개시하는 다른 방법을 도시한 그림이고,
도 11a는 분석 방법의 하나 이상의 단계를 수행하는 동안 또는 수행 한 후에 반응 용기의 일부에 진공을 형성하도록 구성된 장치를 개략적으로 도시한 그림이고,
도 11b는 실시간(in-situ)으로 진공을 형성하기 위해 구성된 도 11a의 반응 용기의 진공 시스템 및 어레이의 일부를 도시한 그림이고,
도 11c는 실시간(in-situ)으로 진공을 형성하기 위해 구성된 도 11a의 반응 용기의 진공 시스템 및 시약 블리스터를 도시한 그림이고,
도 12a 내지 도 12d는 다양한 어레이 웰 및 채널 형태를 나타내는 그림이다.1 is a diagram showing a flexible pouch useful for self-contained PCR,
FIG. 2 is an exploded perspective view of a device including the pouch of FIG. 1 and for use with the pouch of FIG. 1,
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the FIG. 3A device including the bladder component of FIG. 2 with the pouch of FIG. 1;
4 is a diagram showing a motor used in an embodiment of the device of FIG. 2,
Figure 5a is a diagram showing another embodiment of a flexible pouch,
5B is a diagram showing a cross-sectional view of a portion of the pouch 5a taken along the line BB,
5C is a diagram showing a cross-sectional view of a portion of the pouch of FIG. 5A taken along the CC line,
6A is a diagram showing an embodiment of a two-stage array,
6B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6A illustrating an embodiment of a well filling system,
6C is another embodiment showing another embodiment of the well filling system,
7A is a diagram showing a two-stage array representing an embodiment of the array exhaust system at the point of use,
7B is a partial cross-sectional view of FIG. 7A taken along line BB,
8A is a perspective view showing an embodiment of an array assembly including a card,
Figure 8b is a detailed view of a part of the array assembly of Figure 8a,
8C is a plan view of another embodiment of an array assembly including a card layer in a pouch,
8D is a plan view of the pouch,
9A is an exploded perspective view of an embodiment of a two-stage high-density array with vacuum channels,
9B is a bottom view of the two-stage high-density array of FIG. 9A showing the configuration of the two-stage high-density array,
9C is a partial cross-sectional view of FIG. 9A taken along line CC.
10A to 10E are diagrams illustrating a method of initiating a reaction by rehydrating contents in a two-stage array well according to an embodiment,
Figure 10f is a diagram showing another method of initiating a reaction in the method shown in Figures 10a-10e,
11A is a schematic illustration of an apparatus configured to create a vacuum in a portion of a reaction vessel during or after performing one or more steps of an analytical method,
FIG. 11B is a diagram showing a part of the vacuum system and array of the reaction vessel of FIG. 11A configured to form a vacuum in-situ,
Figure 11c is a diagram showing the vacuum system and reagent blister of the reaction vessel of Figure 11a configured to form a vacuum in real time (in-situ),
12A to 12D are diagrams illustrating various array wells and channel types.
본 출원은 2017년 5월 24일 출원된 매국 특허 제62/510,682호를 우선권으로 청구하며, 상기 우선권 전체가 본 발명에 참조로 포함된다.This application claims priority to Patent No. 62/510,682 filed on May 24, 2017, and the entire priority is incorporated by reference in the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 사상 및 기술을 벗어나지 않는 다양한 형태 및 실시 예가 가능하므로, 본 발명은 하기에 기재된 예시적인 실시 예로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 이에 하기 기재된 예시적인 실시 예는 본 발명이 철저하고 완전하도록 제공된 것이며, 본 발명의 범위를 당업자에게 전달하도록 제공된 것일 수 있다. 또한, 도면에서 층 및 영역의 크기 및 상대적인 크기는 명확성을 위해 과장 될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Since various forms and embodiments are possible without departing from the spirit and technology of the present invention, the present invention should not be construed as being limited to the exemplary embodiments described below. The exemplary embodiments described below are provided so that the present invention is thorough and complete, and may be provided to convey the scope of the present invention to those skilled in the art. In addition, the sizes and relative sizes of layers and regions in the drawings may be exaggerated for clarity. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.
다르게 정의되지 않는 한,(기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는) 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어와 같은 용어는 본 출원 및 관련 기술의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명시적으로 정의되지 않은 한 이상적으로 또는 지나치게 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서 본 발명의 설명에 사용된 용어는 특정 실시 예만을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 설명된 것과 유사하거나 동등한 다수의 방법 및 물질이 본 발명의 실시 예로 사용될 수 있고 단지 특정 예시적인 물질 및 방법만 본 명세서에서 설명된다.Unless otherwise defined, all terms (including technical or scientific terms used herein) have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms such as terms defined in a commonly used dictionary should be construed as having a meaning consistent with their meaning in the context of this application and related technologies, and ideally or excessively unless explicitly defined in the present specification. It should not be interpreted. In the present specification, terms used in the description of the present invention are intended to describe only specific embodiments and are not intended to limit the present invention. A number of methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used in embodiments of the present invention, and only certain exemplary materials and methods are described herein.
본 명세서에서 언급된 모든 간행물, 특허 출원, 특허, 또는 다른 참고 문헌은 그 전체가 참고로 포함된다. 만약 용어가 상충되는 경우, 본 명세서가 우선한다.All publications, patent applications, patents, or other references mentioned herein are incorporated by reference in their entirety. In case of conflicting terms, the present specification will control.
장치, 시스템, 방법 등을 포함하는 본 발명의 다양한 형태는 하나 이상의 예시적인 실시 예를 참조하여 설명될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "예시적인" 및 "예컨데" 용어는 "예, 사례 또는 예시로서 제공하는"을 의미하며, 본 명세서에 개시된 다른 구현보다 반드시 바람직하거나 유리한 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 개시 또는 본 발명의 "실험 예(implementation)" 또는 "실시 예(embodiment)"에 대한 언급은 본 발명의 하나 이상의 실시 예에 대한 구체적인 참조로서 포함되고, 그 반대도 마찬가지이며, 본 발명의 범위를 제한하지 않으면서 예시적인 예로 제공되도록 의도된다. 이는, 하기의 설명에 의해 지시되기 보다는 첨부된 청구 범위에 의해 지시된다. Various aspects of the invention, including devices, systems, methods, and the like, may be described with reference to one or more exemplary embodiments. The terms “exemplary” and “for example” as used herein mean “to serve as an example, instance, or illustration,” and should not be construed as necessarily preferred or advantageous over other implementations disclosed herein. In addition, reference to the present disclosure or the "implementation" or "embodiment" of the present invention is included as a specific reference to one or more embodiments of the present invention, and vice versa, and the present invention It is intended to be provided as illustrative examples without limiting the scope of. This is indicated by the appended claims rather than by the following description.
본 명세서 및 첨부된 청구 범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 그 내용이 명확하게 다르게 지시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다는 것에 주목할 것이다. 따라서, 예를 들어, "a tile"에 대한 언급은 하나, 둘 또는 그 이상의 타일을 포함한다. It will be noted that, as used in this specification and the appended claims, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the content clearly dictates otherwise. Thus, for example, reference to “a tile” includes one, two or more tiles.
유사하게, 복수의 지시 대상에 대한 언급은 내용 및/또는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한 단일의 지시 대상 및/또는 복수의 지시 대상을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, "tiles"에 대한 언급은 반드시 복수의 이러한 타일을 요구하지는 않는다. 대신, 컨쥬게이션(conjugation)과 무관하다는 것이 이해 될 것이다; 하나 이상의 타일이 여기에서 고려된다.Similarly, reference to multiple referents should be construed as including a single referent and/or a plurality of referents unless the content and/or context clearly dictates otherwise. Thus, reference to "tiles" does not necessarily require a plurality of such tiles. Instead, it will be understood that it has nothing to do with conjugation; More than one tile is considered here.
본 출원 전반에 걸쳐 사용된 바와 같이, "할 수 있는(can)" 및 "~일 수 있는(may)"의 단어는 필수 의미(즉, 반드시 의미하는 의미)보다는 허용적인 의미(즉, 가능성을 갖는 의미)로 사용된다. 또한, "포함하는(including)", "갖는(having)", "함유하는(containing),"~로 특징되는", 이들의 변형(예를 들어, "포함하다includes)","갖다(has), 포함하다(involve), "함유하다(contains)"등)등 청구 범위를 포함하여 본 명세서에 사용된 유사한 용어는 포괄적이고 및/또는 개방적이며, "포함하는(comprising)" 및 그 변형(예를 들어 comprise 및 comprises) 단어와 동일한 의미를 가질 수 있으며, 예시적으로 언급되지 않은 추가 구성 또는 방법 단계들을 배제하지 않는다.As used throughout this application, the words “can” and “may” refer to an acceptable meaning (ie, a possibility) rather than an essential meaning (ie, a meaning that must mean). Meaning). Also, "including", "having", "containing," characterized by", variations thereof (eg, "includes"," has ), includes, “contains”, etc.), and similar terms used herein, including the claims, are inclusive and/or open, “comprising” and variations thereof ( For example, comprise and comprises) may have the same meaning as the words, and do not exclude additional configuration or method steps that are not exemplarily mentioned.
본 명세서 사용 된 바와 같이, "상부", "하부", "좌측", "우측", "상측", "하측", "보다 상부", "보다 하부", "내부", "외부 ","내측 ","외측 ", "내부 ", "외부 ", "전단 ", 후단 ","정방향 ","역방향 "등과 같은 방향 및/또는 임의의 용어는 단지 상대 방향 및/또는 방향을 나타내기 위해 사용될 수 있고, 명세서, 발명 및/또는 청구 범위를 포함하여 본 발명의 범위를 제한하지 않을 수 있다. As used herein, "top", "bottom", "left", "right", "top", "bottom", "top than", "bottom", "inner", "outer"," Directions and/or any terms such as "inner", "outer", "inner", "outer", "front", back end", "forward", "reverse", etc. are only intended to indicate a relative direction and/or direction May be used, and may not limit the scope of the invention, including the specification, invention and/or claims.
구성 요소가 다른 구성 요소에 "결합", "연결" 또는 "접속" 또는 "~상에"로 언급 될 때, 구성 요소는 직접 결합, 연결, 접속 또는 ~상에 있는 상태로 이해할 수 있고 또는 다른 구성 요소 또는 사이에 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어", "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어" 또는 “직접적으로 ~상에 있는”으로 언급 된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as "coupled," "connected," or "connected" or "on" to another component, the component can be understood as a direct bond, connection, connection, or Constituent elements or constituent elements may exist between them. On the other hand, when a component is referred to as "directly connected", "directly connected" or "directly connected" or "directly on" another component, another component is present in the middle. It should be understood as not doing.
본 발명의개념의 예시적인 실시 예는 예시적인 실시 예의 이상적인 실시 예(및 중간 구조)의 모식도 인 단면도를 참조하여 본 명세서에 기술된다. 따라서, 예를 들어, 제조 기술 및/또는 공차의 결과로서 도시의 구조로 부터 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 예시적인 실시 예는 본 명세서에 도시 된 영역의 특정 구조로 제한되는 것으로 해석되어서는 안되며, 예를 들어 제조방법의 경우, 결과로서의 구조상 편차를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 도면에 도시 된 영역은 본질적으로 개략적이며 이들의 형상은 기구의 영역에 대해 실제 형상을 예시하지 않으며 예시적인 실시 예의 범위를 제한하지 않는다.An exemplary embodiment of the concept of the present invention is described herein with reference to a cross-sectional view that is a schematic diagram of an ideal embodiment (and intermediate structure) of the exemplary embodiment. Thus, for example, it can be transformed from the urban structure as a result of manufacturing techniques and/or tolerances. Accordingly, the exemplary embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific structure of the region shown in the present specification, and for example, in the case of a manufacturing method, it should be construed as including a structural deviation as a result. Accordingly, the areas shown in the drawings are schematic in nature and their shapes do not exemplify the actual shape for the area of the instrument and do not limit the scope of the exemplary embodiments.
"제 1", "제 2"등의 용어가 본 명세서에서 다양한 구성을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 구성은 상기 용어에 의해 제한되지 않는다. 상기 용어는 단지 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 사용된다. 따라서, "제 1" 구성은 본 실시 예가 지시하는 바를 벗어나지 않는 "제 2"구성으로 지칭될 수 있다.Terms such as “first” and “second” may be used herein to describe various configurations, but these configurations are not limited by the above terms. The term is only used to distinguish one element from another. Therefore, the "first" configuration may be referred to as a "second" configuration that does not depart from the bar indicated by the present embodiment.
또한, 본 명세서에 설명된 실시 예는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 설명된 또는 개시된 다른 실시 예와 조합하여 시용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 생성물, 부재, 구성요소, 장치, 기구, 시스템, 방법, 프로세스, 조성물, 및/또는 이의 조합은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 않도록 본 명세서 내에 개시된(시스템, 방법, 기구등을 포함하는) 또 다른 실시 예에 기술된 특성, 특징, 성분, 부재, 구성요소, 단계 및/또는 기타를 포함하거나, 통합하거나 또는 달리 포함할 수 있다. 일부 실시 예, 또는 본 발명의 일 측면은 대안으로써 설명될 수 있다. 하지만, 이러한 대안은 상호 배타적인지 않을 수 있다. 이에 따라, “대안적인”, “대안적으로”등의 표현은 “추가적인”, “추가적으로” 등으로 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예과 관련된 구체적 특징으로써 언급된 것은 상기 실시 예에 한정되지 않을 수 있다.In addition, the embodiments described herein may be used in combination with other embodiments described or disclosed within the scope of the present invention. Accordingly, products, members, components, devices, devices, systems, methods, processes, compositions, and/or combinations thereof according to embodiments of the present invention are disclosed in this specification so as not to depart from the scope of the present invention (system, The features, features, components, members, components, steps and/or others described in another embodiment (including methods, devices, etc.) may be included, incorporated, or otherwise included. Some embodiments, or an aspect of the invention, may be described as an alternative. However, these alternatives may not be mutually exclusive. Accordingly, expressions such as “alternative” and “alternatively” may be replaced with “additional”, “additional”, and the like. Therefore, what is mentioned as a specific feature related to an embodiment of the present invention may not be limited to the above embodiment.
본 명세서에 사용된 표제는 단지 구성적 목적을 위한 것이며, 발명의 설명 또는 청구항의 범위를 제한하는 것을 의미하지 않는다. 이해를 돕기 위해, 도면에 공통적으로 유사한 구성 요소를 지정하기 위해 가능한 경우 참조 번호가 사용되었다. 또한, 가능한 경우, 다양한 도면에서 구성요소에 유사한 번호가 사용되었다. 또한, 특정 구성 요소의 대안적인 구조 각각은 상기 구성 요소 번호에 추가된 개별 문자가 포함될 수 있다. The headings used in this specification are for constitutive purposes only and are not meant to limit the scope of the description or claims. For ease of understanding, reference numerals have been used where possible to designate similar components in common in the drawings. Also, where possible, similar numbers have been used for components in the various drawings. In addition, each of the alternative structures of a particular component may include a separate character added to the component number.
본 명세서에서, “약(about)”의 용어는 대략, 거의 또는 그 주변의 영역의 의미로 사용된다. “약”의 용어가 수치 범위와 관련하여 사용될 때, 이것은 수치값의 이상 및 이하의 둘레를 확장하는 것으로 범위를 수정하는 것으로 볼 수 있다.In the present specification, the term “about” is used in the meaning of about, almost, or a region around it. When the term “about” is used in connection with a numerical range, it can be viewed as modifying the range by extending the perimeter above and below the numerical value.
일반적으로, 본 명세서에서 “약”의 용어는 5%의 오차에 의해 수치값을 언급된 값의 이상 및 이하로 수정하기 위해 사용된다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시 예는 하나의 특정 값 및/또는 다른 특정 값을 포함할 수 있다. 유사하게, 상기 "약"을 사용하여 수치값이 근사치로 표현될 때, 특정 값은 다른 실시 예를 형성한다는 것을 이해할 것이다. 또한, 각 범위의 임계값은 다른 임계값과 관련하여 모두 중요하다는 것이 이해될 것이다.In general, in the present specification, the term "about" is used to correct a numerical value above and below the stated value by an error of 5%. When this range is expressed, other embodiments may include one specific value and/or another specific value. Similarly, when a numerical value is expressed as an approximation using the above "about", it will be understood that the specific value forms another embodiment. Further, it will be appreciated that the thresholds in each range are all important with respect to the other thresholds.
본 명세서에서 사용된 “또는”의 단어는 특정 집단 중 하나 및 상기 집단의 결합을 포함할 수 있다. The word “or” used herein may include one of a specific group and a combination of the group.
“샘플(sample)”은 동물을 의미함으로써; 상기 조직 또는 기관; 세포(또한 피험자 내부의, 피험자로 부터 직접 취한, 또는 배양 또는 세포로 부터 배양된 상태로 유진된 세포); 세포 분해물(또는 분해물 분획) 또는 세포 추출물; 세로, 세포 물질 또는 물질 또는 바이러스 물질(예를 들어, 폴리펩타이드 또는 핵산)로 부터 유래된 하나 이상의 분자를 포함하는 용액; 또는 본 명세서에 기재된 바와 같이 분석된 비 천연적으로 발생한 핵산을 포함하는 용액을 의미할 수 있다. 또한, 샘플은 숙주 또는 병원성 세포, 셀 성분, 또는 핵산을 함유하거나 함유하지 않을 수 있는 체액 또는 분비물(예를 들어, 혈액, 소변, 대변, 타액, 눈물, 답즙 또는 퇴척수액일 수 있으나 이에 제한되지 않음)일 수 있다. 샘플은 또한 토양, 물(담수, 폐수 등), 공기 모니터링 시스템 샘플(예를 들어, 에어 필터 매체에 포획된 물질), 표면 탈지면, 및 매개체와 같으나 환경적 샘플을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는 있다. By “sample” meaning an animal; The tissue or organ; Cells (also cells inside the subject, taken directly from the subject, or cultured or cultured from cells); Cell lysate (or lysate fraction) or cell extract; Solutions comprising one or more molecules derived from longitudinal, cellular material or material or viral material (eg, polypeptide or nucleic acid); Or it may mean a solution containing a non-naturally occurring nucleic acid analyzed as described herein. In addition, the sample may be a host or pathogenic cell, cell component, or bodily fluid or secretion that may or may not contain nucleic acids (e.g., blood, urine, feces, saliva, tears, bile, or sedimentary fluid, but is not limited thereto. Not). Samples may also include, but are not limited to, environmental samples such as soil, water (fresh water, wastewater, etc.), air monitoring system samples (e.g., material trapped in air filter media), surface cotton wool, and media. have.
본 명세서에서 사용된 “핵산(nucleic acids)”은 DNA 또는 DNA-RNA 하이브리드, 단일 나선닥 또는 이중 나선, 센스 또는 안티센스 여부와 무관하게 천연적으로 발생하는 또는 합성된 올리고핵산염(oligonucleotide) 또는 폴리뉴클레오티드(polynucleotide)을 지칭되며, 이는 Watson-Crick 염기쌍에 의해 상보적 핵산으로 혼성화될 수 있다. As used herein, “nucleic acids” refers to naturally occurring or synthesized oligonucleotides or polynucleotides, regardless of whether DNA or DNA-RNA hybrids, single or double helix, sense or antisense. Referred to as a nucleotide (polynucleotide), which can be hybridized to a complementary nucleic acid by a Watson-Crick base pair.
또한, 본 발명의 핵산(nucleic acids)은 뉴클레오티드 유사체(예를 등러, BrdU) 및 비-인산디에스테르 뉴클레오사이드 결합(예를 들어, 펩타이드 핵산(peptide nucleic acid, PNA) 또는 티오디에스테르 결합)을 포함할 수 있다. 특히, 핵산(nucleic acids)은 DNA, RNA, mRNA, rRNA, cDNA, gDNA, ssDNA, dsDNA 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.In addition, the nucleic acids of the present invention are nucleotide analogues (eg, BrdU) and non-phosphate diester nucleoside bonds (eg, peptide nucleic acid (PNA) or thiodiester bonds) It may include. In particular, nucleic acids may include, but are not limited to, DNA, RNA, mRNA, rRNA, cDNA, gDNA, ssDNA, dsDNA, and combinations thereof.
"프로브", "프라이머" 또는 "올리고 뉴클레오티드"는 상보적 서열( "타겟")을 함유하는 제 2 핵산 분자와 염기쌍을 이룰 수 있는 정의된 서열의 단일 나선 핵산 분자를 의미할 수 있다. 생성된 하이브리드의 안정성은 길이, GC 함량 및 발생하는 염기쌍의 정도에 따라 달라질 수 있다. 염기쌍의 정도는 프로브 및 타겟 분자 사이의 상보성 정도 및 혼성화 조건의 가혹성 정도와 같은 파라미터에 의해 영향 받을 수 있다. 혼성화 가혹성 정도는 온도, 염 농도, 및 포름 아미드와 같은 유기 분자의 농도와 같은 파라미터에 의해 영향 받을 수 있고, 당업자에게 공지된 방법에 의해 결정될 수 있다. 프로브, 프라이머, 올리고 뉴클레오티드는 당업자에게 널리 공지된 방법에 의해 방사성적으로, 형광성적으로 또는 비방사성적으로 검출 가능하게 표지 될 수 있다. dsDNA 결합 염료는 dsDNA를 검출하는데 사용될 수 있다. "프라이머"는 폴리머라제에 의해 연장되도록 구체적으로 구성되는 반면, "프로브" 또는 "올리고 뉴클레오티드"는 폴리머라제에 의해 연장되도록 구성되거나 또는 구성되지 않을 수 있다.“Probe”, “primer” or “oligo nucleotide” may refer to a single helical nucleic acid molecule of a defined sequence capable of base pairing with a second nucleic acid molecule containing a complementary sequence (“target”). The stability of the resulting hybrid can vary depending on the length, GC content and the degree of base pairing that occurs. The degree of base pairing can be influenced by parameters such as the degree of complementarity between the probe and the target molecule and the degree of severity of the hybridization conditions. The degree of hybridization severity can be influenced by parameters such as temperature, salt concentration, and concentration of organic molecules such as formamide, and can be determined by methods known to those skilled in the art. Probes, primers, and oligonucleotides may be labeled radioactively, fluorescently or non-radioactively detectably by methods well known to those skilled in the art. dsDNA binding dyes can be used to detect dsDNA. A “primer” is specifically configured to be extended by a polymerase, while a “probe” or “oligo nucleotide” may or may not be configured to be extended by a polymerase.
"dsDNA 결합 염료"는 일반적으로 보다 강하게 형광을 냄으로써, 단일 나선 DNA 되거나 용액이 없을 때 보다 이중 나선 DNA에 결합될 때 보다 차별적으로 형광을 나타내는 염료를 의미할 수 있다. 참고문헌에 dsDNA 결합 염료가 언급되지만, 본 발명에서 사용될 수 있는 염료는 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제7,387,887 호에 기재된 염료에 일부 비 제한적 예시와 함께, 임의의 적합한 염료가 사용될 수 있다. 다른 단일 생성 물질은 당업계에 공지된 핵산 증폭 및 용융, 실시적 효소, 항체 등을 검출하기 위해 사용될 수 있다. The "dsDNA binding dye" may refer to a dye that generally fluoresces more strongly and thus exhibits fluorescence more differentially when bound to double-stranded DNA than when it becomes single-stranded DNA or when there is no solution. While reference is made to dsDNA binding dyes, any suitable dye may be used, with some non-limiting examples to the dyes described in US Pat. No. 7,387,887, which can be used in the present invention, which is incorporated herein by reference. Other single product materials can be used to detect nucleic acid amplification and melting, practical enzymes, antibodies and the like known in the art.
"특이적 혼성화"는 프로브, 프라이머 또는 올리고 뉴클레오티드가 매우 가혹한 조건 하에서 실질적으로 상보적 핵산(예를 들어, 샘플 핵산)을 인식하고 물리적으로 상호작용(즉, 염기쌍)하고, 다른 핵산과 실질적으로 염기쌍을 이루지 않음을 의미할 수 있다. “Specific hybridization” means that a probe, primer or oligonucleotide recognizes and physically interacts (ie, base pairing) with a substantially complementary nucleic acid (eg, a sample nucleic acid) under very harsh conditions, and substantially base pairing with another nucleic acid. It could mean not achieving
"매우 가혹한 조건"은 전형적으로 약 녹는점(Tm)이 -5 ℃(즉, 프로브의 Tm보다 5 ° 이하)에서 발생하는 것을 의미할 수 있다. 기능적으로, 매우 가혹한 조건은 적어도 80 %의 서열 동일성을 갖는 핵산 서열을 확인하기 위해 사용될 수 있다.“Very harsh conditions” can typically mean that the about melting point (Tm) occurs at -5° C. (ie, 5° below the Tm of the probe). Functionally, very harsh conditions can be used to identify nucleic acid sequences with at least 80% sequence identity.
PCR은 본 발명의 실시 예에서 사용된 증폭방법인 반면, 프라이머에 사용하는 임의의 증폭방법이 적합할 수 있다. 이러한 결합한 방법은, 폴리메라아제 연쇄 반응(polymerase chain reaction, PCR); 스트랜드 치환 방법(strand displacement amplification, SDA); 핵산 서열 기반 증폭법(sequence-based amplification, NASBA); 캐스케이드 롤링 서클 증폭법(cascade rolling circle amplification, CRCA); DNA의 루프 매개 등온 증폭법(loop-mediated isothermal amplification of DNA, LAMP); 핵산의 등온 및 가상의 프라이머-개시 증폭법(chimeric primer-initiated amplification of nucleic acids, ICAN); 타겟 기반-헬리카제 의존 증폭법(helicase dependent amplification, HDA); 전사-매개 증폭법(transcription-mediated amplification,TMA); 등일 수 있다. While PCR is an amplification method used in an embodiment of the present invention, any amplification method used for primers may be suitable. Such a combined method, polymerase chain reaction (PCR); Strand displacement amplification (SDA); Nucleic acid sequence-based amplification (NASBA); Cascade rolling circle amplification (CRCA); Loop-mediated isothermal amplification of DNA (LAMP); Isothermal and chimeric primer-initiated amplification of nucleic acids (ICAN); Target-based-helicase dependent amplification (HDA); Transcription-mediated amplification (TMA); Etc.
따라서, PCR이라는 용어가 사용될 때, 다른 대안적인 증폭 방법을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 개별적 싸이클을 포함하지 않는 증폭 방법의 경우, 반응 시간은 사이클, 배가 시간, 또는 교차점(Cp)에 의해 형성될 수 있고, 추가적인 반응 시간은 추가적 PCR 사이클이 본 명세서에 기재된 실시 예에서 추가됨으로써 추가 될 수 있다. 프로토콜은 그에 따라 조정될 수 있다. Thus, when the term PCR is used, it should be understood to include other alternative methods of amplification. For amplification methods that do not include individual cycles, the reaction time can be formed by cycle, doubling time, or crossing point (Cp), and additional reaction time will be added by adding an additional PCR cycle in the examples described herein. I can. The protocol can be adjusted accordingly.
본 명세서에서 사용된 “교차점(Cross point, Cp)”(또는 대안적으로 싸이클 임계점(Ct), 정량 싸이클점(Cq), 또는 당업계에서 사용되는 동의어)는 실험적으로 결정되는, 주어진 PCR 생성물(예를 들어, 타겟 또는 내부 표준)에 대한 일부 임계값 이상의 형광 신호를 얻기 위해 필요한 PCR의 싸이클 수를 의미할 수 있다. 각 반응이 임계점 이상으로 상승하는 싸이클은 PCR 반응이개시될 때 존재하는 타겟(즉, 반응 주형)의 양에 의존한다. 상기 상기 임계 값은 전형적으로, 생성물의 형광 신호가 배경 형광 신호보다 검출 가능한 지점에서 설정될 수 있다; 하지만, 다른 임계값이 적용될 수 있다. 다소 임의적인 임계값을 설정하는 대안으로, Cp는 제 1, 제 2 또는 n차 미분이 최대값을 가지는 반응 지점을 계산함으로써 결정될 수 있으며, 이는 증폭 곡선의 곡률이 최대값을 갖는 싸이클을 결정할 수 있다. 예시적으로 유도된 방법은 미국 특허 제 제 6,303,305 호에 개시되어 있으며, 상기 문헌의 전문이 참조문헌으로 포함된다. 반면, 동일한 임계값이 비교되는 모든 반응에 사용되는 한, 임계값의 설정 위치 또는 방법은 중요하지 않을 수 있다. 당업계에 공지된 다른 입계값이 사용될 수 있고, 본 발명에서 설명된 임의의 방법으로의 Cp, Ct 또는 Cq로 대체될 수 있다. “Cross point (Cp)” (or alternatively, cycle critical point (Ct), quantitative cycle point (Cq), or synonyms used in the art) as used herein is an experimentally determined, given PCR product ( For example, it may mean the number of cycles of PCR required to obtain a fluorescence signal above some threshold for a target or an internal standard). The cycle in which each reaction rises above the critical point depends on the amount of target (ie, reaction template) present when the PCR reaction is initiated. The threshold value may typically be set at a point where the fluorescence signal of the product is detectable than the background fluorescence signal; However, other threshold values may be applied. As an alternative to setting a somewhat arbitrary threshold, Cp can be determined by calculating the response point at which the first, second or nth order derivative has a maximum value, which can determine the cycle in which the curvature of the amplification curve has a maximum value. have. An exemplary derived method is disclosed in US Pat. No. 6,303,305, the entirety of which is incorporated by reference. On the other hand, as long as the same threshold is used for all reactions being compared, the location or method of setting the threshold may not be important. Other grain boundary values known in the art may be used and may be substituted for Cp, Ct or Cq in any of the methods described herein.
본 발명의 다양한 예는 인간 타켓 및 인간 병원체를 언급하지만, 상기 예는 단지 예시일 뿐이다. 본 발명에 기재된 방법, 키트(kit) 및 장치는 인간, 수의학, 산업 및 환경을 포함하는 광범위한 샘플로 부터 광범위한 핵산 서열을 검출 및 분석하기 위해 사용될 수 있다. Various examples of the invention refer to human targets and human pathogens, but the above examples are only illustrative. The methods, kits and devices described herein can be used to detect and analyze a wide range of nucleic acid sequences from a wide range of samples, including human, veterinary, industrial and environmental.
본 발명에 개시된 다양한 실시 예는 예를 들어, 단일 폐쇄 시스템에서 다양한 생물학적 물질, 예를 들어, 항원 및 핵산 서열의 존재에 대해 샘플을 분석 하기 위해 자체적으로 포함된 핵산 분석 파우치를 사용한다. 상기 파우치와 함께 사용하기 위한 파우치 및 기구를 포함하는 이러한 시스템이 본 발명에 참조로 포함된 미국 특허 제8,394,608호; 및 미국 특허 출원 제2014-0283945호에 보다 상세하게개시되었다. 하지만, 이러한 파우치는 예시일 뿐이며, 본 발명에서 설명되는 핵산 제조 및 증폭 방응은 96-웰 플레이트 다양한 구조의 플레이트, 어레이, 캐러셀(carousel)등을 포함하는 당업계에 알려진 다양한개방 또는 폐쇄 시스템 샘플 용기에서 수행될 수 있다.Various embodiments disclosed herein use a self-contained nucleic acid assay pouch to analyze a sample for the presence of various biological materials, such as antigens and nucleic acid sequences, for example in a single closed system. US Pat. No. 8,394,608, which is incorporated herein by reference, of such a system comprising a pouch and a device for use with the pouch; And US Patent Application No. 2014-0283945 disclosed in more detail. However, such a pouch is only an example, and the nucleic acid preparation and amplification method described in the present invention is a 96-well plate, various open or closed system samples known in the art including plates, arrays, carousels, etc. Can be carried out in a container.
“샘플 웰(sample well)”, “증폭 웰(amplification well)”, “증폭 용기(amplification container)등은 본 발명에서 사용되고, 상기 용어들은 이러한 증폭 시스템에서 사용되는 웰, 튜브 및 다양한 다른 반응 용기를 포함하는 것을 이미할 수 있다. “Sample well”, “amplification well”, “amplification container, etc.” are used in the present invention, and the terms refer to wells, tubes and various other reaction vessels used in such amplification systems. You can already do what you include.
일 실시 예로, 상기 파우치는 다중 병원체를 분석하기 위해 사용될 수 있다. 상기 파우치는 예를 들어, 폐쇄 시스템에서 샘플 웰로서 사용되는 하나 이상의 블리스터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 핵산 준비, 1차 대용량 복합 PCR, 1차 증폭 생성물의 희석, 및 2차 PCR, 궁극적인 선택적인 실시간 검출 또는 분해 곡선 분석과 같은 후증폭 분석을 포함하는, 다양한 단계가 선택적으로 일회용 파우치 내에서 수행될 수 있다. 또한, 다양한 단계는 본 발명의 파우치 내에서 수행될 수 있지만 특정 용도에 대해 하나 이상의 단계가 생략될 수 있고, 상기 파우치의 구조는 이에 따라 변경될 수 있다고 이해될 수 있다.In one embodiment, the pouch can be used to analyze multiple pathogens. The pouch may contain one or more blisters, for example, used as sample wells in a closed system. For example, various steps are optionally disposable, including nucleic acid preparation, primary bulk complex PCR, dilution of primary amplification products, and post-amplification analysis such as secondary PCR, ultimate selective real-time detection or degradation curve analysis. It can be performed in a pouch. In addition, it may be understood that various steps may be performed within the pouch of the present invention, but one or more steps may be omitted for a specific application, and the structure of the pouch may be changed accordingly.
본 명세서에 사용된 “사용 시점(point-of-use)”은 시스템이 상기 시스템을 사용하기 직전 또는 사용 중 시스템에 의해 장치 또는 방법이 수행되는 단계를 의미한다.As used herein, "point-of-use" refers to a step in which an apparatus or method is performed by the system immediately before or during use by the system.
예를 들어, “사용 시점”에 하나 이상의 분석 장치 챔버에 진공을 형성한다는 것은 분석 장치를 사용하여 분석을 수행하기 직전(예를 들어, 한시간 이내) 또는, 분석 장치를 사용하여 하나 이상의 분석을 수행하는 실시간 동안 또는 이후 진공이 형성되는 것을 의미한다. 이는 분석장치의 제조시 적절한 진공을 형성하는 것과 같은 단계를 수행하고, 이후 사용하기 직전까지 적절한 진공하에 장치를 저장하는 것과 대조적이다.For example, creating a vacuum in one or more assay device chambers at the “point of use” means that one or more assays can be performed either immediately prior to performing the assay using the assay device (eg, within an hour) or using the assay device. Means that a vacuum is formed during or after real time. This is in contrast to carrying out steps such as establishing a suitable vacuum in the manufacture of the assay device and then storing the device under the appropriate vacuum until immediately before use.
도 1은 다양한 실시 예에서 사용될 수 있거나 또는 다양한 실시 예에 대해 재구성 될 수 있는 예시적인 파우치(510)를 도시한 것이다. 파우치(510)는 도 15의 미국 특허 제8,895,295호와 유사하며, 동일한 구성에 대해 동일한 부호를 사용하였다. 피트먼트(590)은 시약저장소 또는 폐기물 저장소로서의 역할을 하는 진입 채널((515a 내지 515l)이 제공된다. 1 illustrates an
예시적으로, 시약은 피트먼트(590)에서 동결건조될 수 있고, 사용 이전에 재수화될 수 있다. 각각의 채널(514, 538, 543, 552, 553, 562, 및 565)은 도 15의 미국 특허 제8,895,295호의 동일한 수의 블리스터(522, 544, 546, 548, 564, 및 566)와 유사할 수 있다. 도 1의 2단계 반응 영역(580)은 미국 특허 출원 제8,895,295호의 반응 영역과 유사하지만, 고밀도 어레이(581)의 상기 제 2 단계 웰(582)은 다소 다른 패턴으로 배열된다. Illustratively, reagents may be lyophilized in
도 1의 고밀도 어레이(581)의 보다 원형적 패턴은 코터의 웰을 제거할 수 있고, 결과적으로 제 2 단계 웰(582)를 보다 균일하게 충전할 수 있다. 나타난 바와 같이, 고밀도 어레이(581)는 102개의 제 2단계 웰(582)로 제공된다. 파우치(510)는 FilmArray®(BioFire Diagnostics, LLC, Salt Lake City, UT) 기구에서 사용하기에 적절할 수 있다. 하지만, 상기 파우치 실시 예는 단지 예시적인 것일 수 있다.The more circular pattern of the high-
다른 용기가 사용될 수 있지만, 예시적으로, 파우치(510)는 유연 플라스틱 필름 또는 폴리 에스테르, 폴리 에틸렌 테레 프탈레이트(PET), 폴리 카보네이트, 폴리 프로필렌, 폴리 메틸 메타 크릴 레이트 및 이의 혼합물, 이의 조합물과 같은 다른 유연 물질의 2층으로 형성될 수 있고, 및 압출, 플라즈마 증착 및 라미네이션을 포함하여 당업계에 공지된 임의의 공정에 의해 제조 될 수 있는 층들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 층은 함께 적층되는 단일 구조 또는 하나 이상의 구조의 하나 이상의 물질층으로 구성 될 수 있다. Other containers may be used, but by way of example, the
또한, 알루미늄 라미네이션을 갖는 금속 포일 또는 플라스틱이 사용될 수 있다. 블리스터 및 채널을 형성하기 위해 함께 밀봉 될 수 있는 다른 차단 물질이 당업계에 공지된 바 있다. 플라스틱 필름이 사용되는 경우, 층들은 예를 들어 열 밀봉에 의해 서로 접합 될 수 있다. 예를 들어, 상기 물질은 낮은 핵산 결합력을 가질 수 있다.In addition, metal foils or plastics with aluminum lamination can be used. Other barrier materials that can be sealed together to form blisters and channels are known in the art. If a plastic film is used, the layers can be bonded to each other, for example by heat sealing. For example, the material may have low nucleic acid binding capacity.
형광 모니터링을 위해 사용되는 실시 예로, 작동 파장에서 흡광도 및 자동 형광도가 충분히 낮은 플라스틱 물질이 바람직할 수 있다. 이러한 물질은 플라스틱 차이, 가소제 차이, 복합 비 및 필름의 두께 차이를 테스트함으로써 식별될 수 있다. 알루미늄 또는 다른 호일 라미네이션을 갖는 플라스틱의 경우, 형광 검출 장치에 의해 판독될 파우치의 부분이 상기 호일없이 남겨질 수 있다. 예를 들어, 형광이 파우치(510)의 제2 단계 반응 영역(580)의 제 2 단계 웰(582)에서 모니터링되는 경우, 상기 웰(582)의 하나의 층 또는 2개의 층이 상기 호일없이 남겨질 수 있다.In embodiments used for fluorescence monitoring, plastic materials with sufficiently low absorbance and autofluorescence at the operating wavelength may be desirable. These materials can be identified by testing plastic differences, plasticizer differences, composite ratios, and thickness differences of the film. In the case of plastics with aluminum or other foil lamination, the portion of the pouch to be read by the fluorescence detection device can be left without the foil. For example, when fluorescence is monitored in the second stage well 582 of the second
예를 들어, PCR의 경우, 약 0.0048인치(0.1219mm)의 두께의 폴리에스테르(마일라(Mylar), DuPont, Wilmington DE) 및 0.001 내지 0.003인치(0.025 내지0.076mm)두께의 폴리프로필렌으로 구성된 필름 라미네이션이 작동될 수 있다. 예를 들어, 파우치(510)은 입사광의 약 80% 내지 90%를투과할 수 있는 투명한 물질로 제조될 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 상기 물질은 상기 블리스터 및 채널에 대한 압력, 예를 들어 공기압을 가함으로써 블리스터 사이에서 이동될 수 있다. 따라서, 압력을 가하는 실시 예에서, 상기 예시적인 파우치 물질은 압력에 의해 원하는 효과를 갖기에 충분하도록 유연할 수 있다.For example, for PCR, a film composed of polyester (Mylar, DuPont, Wilmington DE) about 0.0048 inches (0.1219 mm) thick and polypropylene 0.001 to 0.003 inches (0.025 to 0.076 mm) thick. Lamination can be activated. For example, the
본 발명에서의 “유연한(flexible)” 용어는 파우치 물질의 물리적 특징을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명에서의 “유연성(flexible)” 용어는 본 발명에서 사용된 압력 수준으로 균열, 파괴, 크레이징 등이 없이 용이하게 변형되는 것으로 정의된다.The term “flexible” in the present invention may be used to describe the physical characteristics of the pouch material. The term "flexible" in the present invention is defined as being easily deformed without cracking, breaking, crazing, etc. at the pressure level used in the present invention.
예를 들어, Saran™wrap 및 Ziploc®bags 과 같은 박막 플라스틱 시트 및 알루미늄 호일과 같은 박막 메탈 호일은 유연하다. 하지만, 공기압을 사용하는 실시 예에서도 단지 블리스터 및 채널의 특정 영역에 유연성이 필요할 수 있다. 또한, 블리스터 및 채널이 용이하게 변형될 수 있는 한, 블리스터 및 채널의 단지 일면에만 유연성이 필요할 수 있다. 상기 파우치(510)의 다른 영역은 강성 재료로 구성될 수 있고, 또는 강성 재료로 강화될 수 있다. 따라서, “유연성 파우치” 또는 “유연성 샘플 용기”등이 사용될 때 파우치 또는 샘플 용기의 단지 일부분만 유연성이 필요한 것일 수 있다. For example, thin plastic sheets such as Saran™wrap and Ziploc®bags and thin metal foils such as aluminum foil are flexible. However, even in embodiments using pneumatic pressure, flexibility may only be required for specific areas of the blister and channel. Also, flexibility may be required on only one side of the blister and channel, as long as the blister and channel can be easily deformed. Another area of the
예시적으로, 파우치(510)를 위해 플라스틱 필름이 사용될 수 있다. 금속 시트는 예시적으로, 알루미늄 또는 다른 적절한 재료가 밀링되거나, 또는 다른 방법으로 절단되어, 표면에 패턴을 갖는 다이를 형성할 수 있다. 예시적으로 195º 의 작업 온도로 조절된 공압 프레스(예시적으로 A-5302-PDS, Janesville Tool Inc., Milton WI) 내에 장착하면, 공압 프레스는 프린팅 프레스와 같이 작동하여 상기 다이가 필름과 접촉하는 경우에 플라스틱 필름의 밀봉 표면을 녹일 수 있다. 이와 같이, 파우치(510)로서 사용되는 플라스틱 필름은 레이저 절단기 및 용접 장치를 사용하여 함께 절단 및 용접될 수 있다. PRC 프라이머(예시적으로 필름상의 위치되고 건조된)와 같이, 항원 결합 기질, 자성 비드, 및 지르코늄 실리케이트 비드는 파우치(510)가 형성됨으로써, 다양한 블리스터 내부에 밀봉될 수 있다. 샘플 처리를 위한 시약은 밀봉 전에 전체적으로 또는 별도로 필름상에 위치될 수 있다. 일 실시 예로, 뉴클리오티드 트리 포스페이트(NTPs)는 폴리메라아제(polymerase) 및 프라이머와 별도로 필름 상에 위치되어, 수용성 샘플에 의해 반응이 수화될 때까지 폴리메라아제의 활성을 본질적으로 제거할 수 있다. 만약, 수용성 샘플이 수화되기 전 가열될 경우, 이는 핫 스타트(hot-start) PCR을 위한 조건을 형성하고, 고가의 화학적 핫 스타트(hot-start) 구성성분을 감소시키거나 제거할 수 있다. 또 다른 실시 예로, 구성 성분은 분말 또는 환제(pill) 구조로 제공될 수 있고, 최종 밀봉 이전에 블리스터 내에 배치될 수 있다.For example, a plastic film may be used for the
파우치(510)는 미국 특허 제8,895,295호에서 기재된 것과 유사한 방법으로 사용될 수 있다. 일 실시 예로, 시험될 샘플(100 μl) 및 분해 완충액(200 μl)을 포함하는 혼합물 300 μl이 진입 채널(515a)에 인접한 피트먼트(590)의 주입 포트(미도시)로 주입될 수 있고, 상기 샘플 혼합물은 진입 채널(515a)로 인입될 수 있다. 또한 물이 상기 피트먼트(590)의 진입 채널(515l)과 인접한 제2 주입 포트(미도시)로 주입될 수 있고, 피트먼트(590)내에 제공된 채널(미도시)를 통해 분배되어, 각각이 진입 채널(515l)을 통해 진입 채널(515b)에 건조된 구조로 미리 제공된 11개의 상이한 시약을 수화시킬 수 있다. 샘플을 주입하고 수화액(예를 들어, 물 또는 완충액)를 주입하기 위한 예시적인 방법 및 장치는 미국 특허 출원 제2014-0283945호에 개시되어 있으며, 상기 미국 특허의 전문이 본 발명에 참조로서 포함된다. 하지만, 상기 방법 및 장치는 하나의 예시일 뿐이며, 파우치(510) 로 샘플 및 수화액을 유입하는 다른 방법이 본 발명의 범위 내에 있을 수 있다. The
예시적으로, 상기 시약은 동결 건조된 PCR 시약, DNA 추출 시약, 세척액, 면역 분석 시약 및 다른 화학 성분이 포함될 수 있다. 예시적으로, 상기 시약은 핵산 추출, 제 1 단계 복합 PCR, 복합 반응 희석, 제어 반응 및 제 2 단계 PCR 준비를 위한 시약일 수 있다. 도 1에 도시된 실시 예에서, 주입에 필요한 모든 것은 하나의 주입 포트 내의 샘플 및 다른 주입 포트 내의 의 물일 수 있다. 주입 후, 2개의 주입 포트는 밀봉될 수 있다. 다양한 구조의 파우치(510) 및 피트먼트(590)에 대한 자세한 정보는 참조로서 포함되는 미국 특허 제8,895,295호를 참조할 수 있다. Illustratively, the reagent may include a freeze-dried PCR reagent, a DNA extraction reagent, a washing solution, an immunoassay reagent, and other chemical components. Exemplarily, the reagent may be a reagent for nucleic acid extraction, a first step complex PCR, a complex reaction dilution, a control reaction, and a second step PCR preparation. In the embodiment shown in FIG. 1, everything required for injection may be a sample in one injection port and water in another injection port. After injection, the two injection ports can be sealed. For detailed information on the
주입 후, 상기 샘플은 채널(514)를 통해 주입 채널(515a)로 부터 분해 블리스터(522)로 이동될 수 있다. 분해 블리스터(522)는 세라믹 비드 또는 다른 연마 요소와 같은 비드 또는 입자(534)로 제공된다. 또한, 상기 샘플은 상기 FilmArray®기구의 회전 블레이드 또는 패들(paddle)을 사용하여 충격을 통해 고속 회전(vortexing)하도록 구성된다. 지르코늄 실리케이트(ZC) 비드(534)와 같은 분해 입자의 존재 하에, 요동(shaking), 고속 회전(vortexing), 초음파처리 및 이와 유사한 샘플 처리함으로써, 비드-밀링은 분해물을 형성하기에 효과적인 방법일 수 있다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, “분해(lyse)”,”분해성(lysing)” 및 “분해물(lysate)”과 같은 용어는 파열 세포에 제한되지 않으며, 바이러스와 같이, 비세포성 입자의 파괴를 포함할 수 있다.After injection, the sample may be transferred from the
도 4는 도 2에 도시된 기구(800)의 지지 부재(802)의 제1 면(811)에 장착될 수 있는 블레이드(821)을 포함하는, 비팅 모터(819)를 나타낸다. 블레이드는 파우치(510)과 접촉하기 위해 슬롯(804)을 통해 연장될 수 있다. 하지만, 상기 모터(819)는 기구(800)의 다른 구조물에 장착될 수도 있다. 하나의 예시적인 실시 예로, 모터(819)는 지지 부재(802)상에 장착된 Mabuchi RC-280SA-2865 DC 모터(Chiba, Japan)일 수 있다. 하나의 예시적인 실시 예로, 상기 모터는 5,000 내지 25,000 rpm으로 회전할 수 있고, 보다 상세한 예시로, 10,000 내지 20,000rpm으로 회전할 수 있고, 보다 더 상세한 예시로, 약 15,000 내지 18,000rpm으로 회전할 수 있다. Mabuchi 모터의 경우, 7.2V가 분해를 위한 충분한 rpm을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 하지만, 상기 블레이드(821)가 파우치(510)에 충격을 가할 때 실제 속도는 다소 느려질 수 있다. 사용되는 모터 및 패들에 의존하는 다른 전압 및 속도가 분해를 위해 사용될 수 있다. 선택적으로, 제어된 소량의 공기가 분해 블리스터(522)와 인접한 블레이더(822) 내부로 제공될 수 있다. 일부 실시 예에서, 분해 공정을 수행하는 동안, 분해 블리스터를 위치시키고 지지할 때, 하나 이상의 소량의 에어 보조제가 인접한 블레이더를 부분적으로 채우는 것으로 알려졌다. 대안적으로, 다른 구조, 예시적으로는 분해 블리스터(522) 주변의 강성 또는 유연 가스켓, 또는 다른 유지 구조가 분해 공정을 수행하는 동안 파우치(510)를 유지하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 모터(819)는 단지 일 실시 예일 뿐 이며, 상기 샘플을 밀링, 요동 또는 고속 회전하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 기계적 분해에 추가하거나 또는 대신하여 화학 물질 또는 열이 사용될 수 있다. FIG. 4 shows a beating
샘플 물질이 적절하게 분해되면, 상기 샘플은 핵산 추출 영역에 이동될 수 있다. 예를 들어, 채널(538), 블리스터(544) 및 채널(543)을 통해 블리스터(546)으로 이동될 수 있다. 이동된 상기 샘플은 자성 비드가 코팅된 실리카(533)와 같은 핵산-결합 기질과 혼합될 수 있다. 대안적으로, 자성 비드는 예를 들어, 진입 채널(515c 내지 515e) 중 어느 하나로 부터 제공된 유체를 사용하여 재수화될 수 있고, 이후 채널(543)을 통해 블리스터(544)로 이동되고, 이후, 채널(538)을 통해 블리스터(522)로 이동될 수 있다. 혼합물은 적절한 시간 동안, 예를 들어, 약 10초 내지 10분 동안 배양되도록 할 수 있다. 블리스터(546)에 인접한 기구 내에 위치한 수축성 자석은 상기 용액으로 부터 자성 비드(533)을 포획하여, 블리스터(546)의 내부 표면에 대해 펠렛(pellet)을 형성할 수 있다. 만약, 배양이 블리스터(522)내부에서 발생할 경우, 용액의 여러 부분은 포획을 위해 블리스터(546)로 이동되도록 요구될 수 있다. 상기 용액은 이후 블리스터(546)로 부터 이동되어 블리스터(544)를 통해 폐기물 용기로서 사용되는 블리스터(522) 내부로 다시 이동될 수 있다. 하나 이상의 세척 완충액은 블리스터(544) 및 채널(543)을 통해 하나 이상의 주입 채널(515c 내지 515e)로 부터 블리스터(546)으로 제공될 수 있다. 선택적으로, 상기 자석은 수축되고, 상기 자성 비드(533)는 상기 채널(543)을 통해 상기 블리스터(544 및 546)로 부터 상기 비드를 앞 뒤로 움직임으로써 세척될 수 있다. 상기 자성 비드(533)이 세척될 때, 상기 자성 비드(533)은 상기 자석의 활성화에 의해 블리스터(546) 내부에 재포획되고, 상기 세척액은 블리스터(522)로 이동될 수 있다. 상기 공정은 분해 완충액 및 상기 핵산-결합 자성 비드(533)로 부터의 샘플 잔여물을 세척하기 위해 필요에 따라 반복 수행될 수 있다.When the sample material is properly degraded, the sample can be transferred to the nucleic acid extraction region. For example, it may be moved to
세척 후, 주입 채널(515f)에 저장된 용출 완충액은 블리스터(548)로 이동되고, 상기 자석은 수축될 수 있다. 상기 용액은 채널(552)을 통해 블리스터(546 및 548) 사이에서 순환되어 블리스터(546)에서 자성 비드(533)의 펠릿을 분쇄하고 포획된 핵산이 비드로 부터 분해되어 용액내에 섞이게 된다. 상기 자석이 다시 한번 활성화되어 블리스터(546)에서 자성 비드(533)를 포획하고, 용출된 핵산 용액은 블리스터(548)로 이동된다.After washing, the elution buffer stored in the
상기 주입 채널(515g)로 부터 제 1 단계 PCR 마스터 혼합은 상기 블리스터(548)에서 핵산 샘플과 혼합될 수 있다. 선택적으로, 상기 혼합물은 상기 채널(533)을 통해 블리스터(548 및 564) 사이에 혼합물을 강제함으로써 혼합될 수 있다. 여러 싸이클의 혼합 후, 상기 용액은 블리스터(564)에 저장될 수 있고, 상기 제 1 단계 PCR 프라미어 펠렛은 각각의 타겟에 대한 적어도 하나의 프라이머 세트로서 제공되고, 제 1 단계 복합 PCR이 수행될 수 있다. 만약, RNA 타겟이 존재할 경우, RT 단계는 제 1 단계 복합 PCR 이전에 또는 동시에 수행될 수 있다. 예시적으로 상기 FilmArray®기구에서 제 1 단계 복합 PCR 온도 싸이클은 15 내지 20 싸이클일 수 있다. 하지만 구체적인 적용 요구에 따라 다른 수준의 증폭이 바람직할 수 있다. 제 1 단계 PCR 마스터 혼합은 당업계에 공지된 다양한 마스터 혼합 중 어느 하나일 수 있다. 예시적인 일 실시 예에서, 상기 제 2 단계 PCR 마스터 혼합은 사이클 당 20초이하의 PCR 프로토콜과 사용하기 위해 참조로서 포함된 미국 특허 제9,932,634호에 개시된 화학물질 중 어느 하나일 수 있다.The first step PCR master mixing from the
요구되는 싸이클 횟수로 제 1 단계 PCR이 진행된 후, 상기 샘플은 희석될 수 있다. 예시적으로는 상기 샘플을 강제적으로 다시 블리스터(548)로 넣고, 블리스터(564)에 소량만 남기고 주입 채널(515i)로 부터 제 2 단계 PCR 마스터 혼합을 추가함으로써, 희석될 수 있다. 대안적으로, 희석 완축액이 주입 채널(515i)로 부터 블리스터(566)으로 이동될 수 있고, 이후, 상기 유체를 블리스터(564 및 566)사이에서 앞뒤로 움직여 블리스터(564)에서 증폭된 샘플과 혼합될 수 있다. 원할 경우, 주입 채널(515j 및 515k) 로 부터의 희석 완축액을 사용하여, 희석은 수 회 반복될 수 있다. 또는 예시적으로, 주입 채널(515k)는 순서 또는 다른 후 PCR 분석을 위해 보류될 수 있고, 이후 제 2 단계 PCR 마스터 혼합은 주입 채널(515h)로 부터 희석된 증폭된 샘플의 일부 또는 전부로 첨가될 수 있다. 희석 수준은 희석단계의 횟수를 변경함으로써, 또는 증폭을 위한 성분, 비록 특히 비 PCR 증폭을 위해서는 다른 성분이 적절할 수 있지만, 예를 들어, 폴리메라아제, dNTPs 및 적절한 완충액을 포함하는 희석 완충액 또는 제 2 단계 PCR 마스터 혼합을 혼합하기 전에 폐기된 샘플의 백분율을 변경함으로써 조정될 수 있다. 원하는 경우, 상기 샘플 및 제 2 단계 PCR 마스터 혼합의 혼합물은 2단계 증폭을 위한 제 2 단계 웰(582)로 이동되기 전에, 블리스터(564)에서 예열처리될 수 있다. 이러한 예열은 상기 제 2 단계 PCR 혼합물에서 핫-스타트(hot-start) 성분(항체, 화학 물질 또는 다른 것)에 대한 필요를 제거할 수 있다.After the first step PCR is performed with the required number of cycles, the sample may be diluted. Illustratively, the sample may be forcibly put back into the
예시적인 제 2 단계 PCR 마스터 혼합은 불완전하고, 프라이머 쌍이 없고, 상기 102개의 제 2 단계 웰(582) 각각은 특정 PCR 쌍과 함께 미리 로딩될 수 있다. 원하는 경우, 제 2 단계 PCR 마스터 혼합은 다른 반응 성분이 없고, 이러한 성분은 상기 제 2 단계 웰(582)에 미리 로딩될 수 있다. 각각의 프라미어 페어는 제 1 단계 PCR 프라이머 페어와 유사하거나 같을 수 있고, 또는 제 1 단계 프라이머 페어내에 중첩될 수 있다. 블리스터(564)로 부터 제 2 단계 웰(582)로의 샘플의 이동은 PCR 반응을 완료한다. 고밀도 어레이(581)가 충진되면, 각각의 제 2 단계 반응은 당업계에 공지된 바와 같이, 임의의 수의 수단으로써 각각의 제 2 단계 블리스터에 밀봉될 수 있다. 교차 오염없이 고밀도 어레이(581)를 충진 및 밀봉하는 예시적인 방법은 참조로서 포함된 미국 특허 제 8,895,295호에 개시되어 있다. 예시적으로, 고밀도 어레이(581)의 웰에서의 다양한 반응은 예시적으로 하나 이상의 펠티어 장치로 동시에 또는 개별적으로 열적 싸이클링 되지만, 열전 싸이클링을 위한 다른 수단이 당업계에 공지되어 있다. The exemplary second stage PCR master mix is incomplete and lacks primer pairs, and each of the 102
특정 실시 예에서, 제 2 단계 PCR 마스터 혼합은 증폭을 나타내는 신호를 생성하기 위해, dsDNA 결합 염료 LCGreen®Plus(BioFire Diagnostics, LLC)를 포함할 수 있다. 하지만, 상기 염료는 예시적인 것일 뿐, 당업계에 공지된 바와 같이, 형광, 방사성, 화학발광, 효소 등으로 표지된 다른 dsDNA 결합 염료 및 프로브를 포함하는 다른 신호가 사용될 수 있다. 대안적으로, 어레이(581)의 웰(582)은 신호 없이 제공될 수 있고, 결과는 후처리 공정을 통해 보고될 수 있다.In a specific embodiment, the second step PCR master mix may include a dsDNA binding dye LCGreen®Plus (BioFire Diagnostics, LLC) to generate a signal representing amplification. However, the dye is only exemplary, and as known in the art, other signals including fluorescent, radioactive, chemiluminescent, enzyme-labeled dsDNA binding dyes and probes may be used. Alternatively, the
파우치(510) 내부로 재료를 이동시기 위해 공기압이 사용될 때, 일 실시 예에서, “블리더(bladder)”가 사용될 수 있다. 상기 블래더 어셈블리(810)의 일부를 도 2 및 3에 도시하였다. 상기 블래더 어셈블리(810)는 다수의 팽창성 블래더(822, 844, 846, 848, 864, 및 866)를 수용하는 블래더 기판(824)를 포함하고, 상기 블래더 각각은 개별적으로 팽창 가능하고, 예시적으로는 압축 가스 소스에 의해 팽창 가능하다. 상기 블래더 어셈블리(810)는 압축 가스를 수용할 수 있고, 여러 번 사용될 수 있기 때문에 상기 블래더 어셈블리(810)는 상기 파우치보다 강하거나 두꺼운 재료로 제조될 수 있다. 대안적으로, 블래더(822, 844, 846, 848, 864, 및 866)는 가스켓, 밀폐 부재, 밸브 및 피스톤과 함께 고정된 일련의 기판으로 부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 어레이 또는 기계적 액츄에이터 및 밀폐부재는 채널을 밀봉하고, 블리스터 사이에 유체 이동을 유도하기 위해 사용될 수 있다.When air pressure is used to move the material into the
본 발명의 기구에 적합할 수 있도록, 기계적 밀봉 시스템 및 액츄에이터는 제WO 2018/022971호 전문에 상세히 기재되어 있으며, 상기 제WO 2018/022971호의 전문으로 참조로서 본 발명에 포함된다.To be suitable for the apparatus of the present invention, mechanical sealing systems and actuators are described in detail in the full text of WO 2018/022971, which is incorporated herein by reference in its entirety in WO 2018/022971.
제 2차 PCR 반응의 성공은 복합 제1 단계 반응에 의해 발생되는 주형에 의존될 수 있다. 전형적으로 PCR은 고순도의 DNA를 사용하여 수행될 수 있다. 페놀 추출 또는 상업적 DNA 추출 키트와 같은 방법은 고순도의 DNA를 제공할 수 있다. 상기 파우치(510)을 통해 처리된 샘플은 보다 낮은 순도를 보상하기 위해 조정이 요구될 수 있다. PCR은 생물학적 샘플 성분에 의해 억제될 수 있고, 상기 생물학적 샘플 성분은 잠재적 장애인자일 수 있다. 예시적으로, 핫-스타트 PCR, 보다 높은 농도의 Taq 폴리메라아제 효소, MgCl2 농도 조정, 프라이머 농도 조정, 및 보조제(DMSO, TMSO, 또는 글리세롤)의 첨가는 보다 낮은 핵산 순도를 보상하기 위해 선택적으로 사용될 수 있다. 순도 문제가 제 1 단계 증폭에서 보다 큰 관심사일 수 있으나 제 2 단계 증폭에서도 유사하게 조정될 수 있다.The success of the second PCR reaction may depend on the template generated by the complex first step reaction. Typically PCR can be performed using high purity DNA. Methods such as phenol extraction or commercial DNA extraction kits can provide high purity DNA. Samples processed through the
파우치(510)가 상기 기구(800) 내부에 위치될 때, 상기 블래더 어셈블리(810)는 상기 파우치(510)의 일면에 대해 가압되어 특정 블래더가 팽창되면, 압력은 액체를 상기 파우치(510)내에 해당 블리스터 밖으로 나오도록 가압할 것이다. 파우치(510)의 다수의 블리스터와 대응하는 블래더에 추가하여, 상기 블래더 어셈블리(810)는 파우치(510)의 여러 채널에 대응되는 블래더 또는 공기압 구동식 피스톤과 같은 추가적 공기압 액츄에이터를 가질 수 있다. When the
도 2 및 3은 파우치(510)의 채널(538, 543, 553, 및 565)에 대응되는 예시적인 다수의 피스톤 또는 하드 밀봉부(838, 843, 852, 853, 및 865), 및 피트먼트(590)내부로 역류를 최소화하는 밀봉부(871, 872, 873, 874)를 도시한다. 활성화될 때, 채널을 핀치 오프하고 폐쇄하기 위해 하드 밀봉부(838, 843, 852, 853, 및 865)는 핀치 밸브(pinch valve)를 형성한다. 2 and 3 are exemplary multiple pistons or
파우치(510)의 특정 블리스터 내에 액체를 형성하기 위해, 상기 하드 밀봉부는 블리스터로 이어지는 채널 및 블리스터로 부터 이어지는 채널을 걸쳐 활성화될 수 있고, 액츄에이터는 채널이 닫히도록 핀치 밸브로서 기능할 수 있다. 예시적으로, 서로 다른 블리스터에서 두 부피의 액체를 혼합하기 위해, 연결 채널을 밀볼하는 핀치 밸브 액츄에이터는 활성화되고, 상기 블리스터 상의 공기압 블리더는 교대로 가압되어 상기 블리스터를 연결하는 상기 채널을 통해 상기 액체를 앞뒤로 움직여 액체를 혼합한다.To form liquid within a specific blister of
상기 핀치 밸브 엑추에이터는 다양한 구조 및 크기를 가질 수 있고, 한번에 하나 이상의 채널을 핀치 오프할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서는 공기압 액츄에이터가 설명되었지만, 선형 스페터 모터, 모터 구동 캠(cam), 공기압, 유압 또는 전자력에 의해 구동되는 강성 패달, 롤러, 로커 암(rocker-arms) 및 경우에 따라 콕스 스프링(cocked spring)과 같은 다양한 전자 기계적 액츄에이터를 포함하는 상기 파우치로 압력을 제공하는 다른 방법이 사용될 수 있다. The pinch valve actuator may have various structures and sizes, and may be configured to pinch off one or more channels at a time. Although pneumatic actuators are described herein, linear sputter motors, motor driven cams, rigid pedals driven by pneumatic, hydraulic or electromagnetic forces, rollers, rocker-arms and, in some cases, cocked springs. Other methods of providing pressure to the pouch including various electromechanical actuators such as springs) can be used.
또한, 상기 채널의 수직 축에 수직 압력을 가하는 것 이외에 가역적 또는 비가역적으로 채널을 닫는 다양한 방법이 있다. 여기에는 채널을 교차하는 백을 꼬는 방법, 열 밀봉, 액츄에이터를 롤링하는 방법 및 나비 밸브 및 볼 밸브와 같이 채널 내에 밀봉된 다양한 밸브가 포함된다. 또한, 소형 펠티어 장치 및 다른 온도 조절 기구가 상기 채널과 인접한 위치에 배치될 수 있고, 상기 유체를 동결시키기에 충분한 온도로 설정하여, 효과적으로 밀봉을 형성할 수 있다. In addition, there are various methods of reversibly or irreversibly closing the channel other than applying a vertical pressure to the vertical axis of the channel. These include twisting bags across channels, heat sealing, rolling actuators, and various valves sealed within channels such as butterfly valves and ball valves. In addition, a small Peltier device and other temperature control mechanism can be placed in a position adjacent to the channel and set to a temperature sufficient to freeze the fluid, effectively forming a seal.
또한, 도 1의 구조는 상기 블리스터 및 채널 각각에 위치된 액츄에이터 요소를 특징으로 하는 자동화 기구에 적합하지만, 상기 액츄에이터는 정지 상태로 유지될 수 있고, 상기 파우치(510)는 샘플 분석, 핵산 포액, 제 1 및 제 2 단계 PCR 및, 면역-분석 및 면역-PCR과 같은 파우치(510)의 다른 적용을 위한 처리 영역을 포함하는 여러 처리 영역에 사용될 수 있는 적은 수의 액츄에이터로 변환될 수 있다. In addition, the structure of FIG. 1 is suitable for an automated mechanism characterized by an actuator element positioned in each of the blister and channel, but the actuator can be held in a stationary state, and the
채널 및 블리스터에 적용하는 롤러는 파우치(510)가 여러 처리 영역 사이에서 변환하는데 특히 유용한 구조일 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서 공기압 액츄에이터가 사용되는 반면, 본 발명에서 “공기압 액츄에이터”가 사용될 때 이는 파우치 및 기구의 구조에 따라 다른 액츄에이터 및 압력을 제공하는 다른 방법이 사용될 수 있음으로 이해될 수 있다. The rollers that apply to the channels and blisters can be of a particularly useful structure for the
도 2를 참조하면, 각각의 공기압 액츄에이터는 밸브(899)를 통해 압축 에어 소스(895)과 연결될 수 있다. 도 2에는 몇몇의 호스(878)가 도시되어 있으나 각각의 공기압 피팅은 하나의 호스(878)를 통해 압축 가스 소스(895)과 연결되는 것으로 이해될 수 있다. 압축 가스 소스(895)은 컴프레셔(compressor)일 수 있고, 또는 대안적으로, 이산화탄소 실린더와 같은 압축 가스 실린더일 수 있다. Referring to FIG. 2, each pneumatic actuator may be connected to a
압축 가스 실린더는 휴대성이 요구될 때 특히 유용할 수 있다. 또한, 압축 가스의 다른 소스가 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 도 12 내지 16의 실시 예에 도시된 바와 같이, 유사한 공기압 조절이 파우치(1400) 내에서 유체를 조절하기 위해 제공될 수 있고, 또는 다른 액츄에이터, 서보(servos)등이 제공될 수 있다. Compressed gas cylinders can be particularly useful when portability is required. In addition, other sources of compressed gas may be used within the scope of the present invention. As shown in the embodiments of FIGS. 12 to 16, similar air pressure control may be provided to regulate the fluid in the pouch 1400, or other actuators, servos, etc. may be provided.
기구(810)의 몇몇 다른 구성요소가 압축 가스 소스(895)와 연결될 수 있다. 예시적으로 지지부재(802)의 제 2 면상에 장착된 자석(850)은 압축 가스 소스로 부터 호스(878)를 통해 나온 가스를 사용하여 전개되고 수축된다. 당업계에는 자석(850)을 움직이는 다른 방법이 공지된 바 있다. 자석(850)은 지지부재(802)의 오목부(recess)(851)에 위치한다. 상기오목부(recess)(851)는 상기 지지부재(802)를 통과하는 통로 일 수 있어 상기 자석(850)은 파우치(510)의 블리스터(546)와 접촉할 수 있다. Several other components of the
하지만, 자석(859)이 전개될 때, 상기 자석(850)은 블리스터(546)에 충분한 자기장을 제공하기에 충분하도록 근접해 있고, 자석(850)이 완전히 수축될 때, 상기 자석(850)이 블리스터(546)내에 있는 임의의 자성 비드(533)에 크게 영향을 주지 않을 경우, 지지 부재(802)의 재료에 따라, 상기 오목부(851)은 지지부재(802)를 통해 완전히 연장될 필요는 없다. 상기에 자석(850)을 수축시키는 것으로 기재되어 있으나, 전자석이 사용될 수 있고, 상기 전자석은 전자석을 통한 전기 흐름을 제어하여 활성화될 수 있다. 따라서, 본 명세서는 자석의 연장 또는 수축을 설명하지만, 이러한 용어는 자기장을 연장하는 다른 방법을 포함하기에 충분히 넓을 수 있다. However, when the magnet 859 is deployed, the
공기압 연결부재는 공기압 호스 또는 공기압 에어 매니폴드일 수 있고, 이에 따라 필요한 호스 또는 밸브의 수가 감소될 수 있다. 유사한 자석 및 자석을 활성화시키기 위한 방법이 도 12 내지 16의 실시 예에서 사용될 수 있다. 따라서, 본 명세서는 자석의 철회 또는 철회를 설명하지만, 이러한 용어는 자기장을 철회하는 다른 방법을 포함시키기에 충분히 넓다는 것이 이해된다. 공압 연결부는 공압 호스 또는 공압 공기 매니 폴드 일 수 있으며, 이에 따라 필요한 호스 또는 밸브의 수가 감소되는 것으로 이해된다. 유사한 자석 및 자석을 활성화시키기위한 방법이도 1 및 2의 실시 예에서 사용될 수 있는 것으로 이해된다. The pneumatic connection member may be a pneumatic hose or a pneumatic air manifold, thereby reducing the number of hoses or valves required. Similar magnets and methods for activating magnets may be used in the embodiments of FIGS. 12-16. Thus, while this specification describes withdrawal or withdrawal of a magnet, it is understood that this term is broad enough to encompass other methods of withdrawing a magnetic field. It is understood that the pneumatic connection may be a pneumatic hose or a pneumatic air manifold, thereby reducing the number of hoses or valves required. It is understood that similar magnets and methods for activating magnets may be used in the embodiments of Figures 1 and 2.
또한, 공기압 피스톤 어레이(869)의 다양한 공기압 피스톤(868)은 호스(878)을 통해 압축 가스 소스에 연결된다. 공기압 피스톤(868)을 압축 가스 소스(895)에 연결하는 2개의 호스(878)만 도시되어 있지만, 각각의 공기압 피스톤(868)이 압축 가스 소스(895)에 연결될 수 있다. 12개의 공기압 피스톤(868)이 도시되어 있다.In addition, the various
한 쌍의 온도 조절 요소가 지지 부재(802)의 제 2면(814)에 장착될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 “온도 조절 요소”는 샘플에 열을 가하거나 샘플로 부터 열을 제거하는 장치를 의미한다. 본 발명의 실시 예에 따른 온도 조절 요소는 히터, 냉각기, 펠티어 장치, 저항 히터, 유도 히터, 전자기 히터, 박막 히터, 인쇄 소자 히터, 양의 온도 계수 히터, 및 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. 온도 조절 요소는 다수의 히터, 냉각기, 펠티어 등을 포함할 수 있다. A pair of temperature control elements can be mounted on the
일 측면에서, 주어진 온도 조절 요소는 하나 이상의 히터 또는 냉각기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 온도 조절 요소는 펠티어의 상부면 및/또는 하부면에 별도의 저항 히터가 적용된 펠티어 장치를 포함할 수 있다. 본 명세서에서는 “히터”라는 용어가 사용되지만, 샘플의 온도를 조절하기 위해 다른 온도 조절 요소가 사용될 수 있다. In one aspect, a given temperature control element may include one or more heaters or coolers. For example, the temperature control element according to an embodiment of the present invention may include a Peltier device to which a separate resistance heater is applied to an upper surface and/or a lower surface of the Peltier. Although the term “heater” is used herein, other temperature control elements may be used to control the temperature of the sample.
전t술한 바와 같이, 제 1 단계 히터(886)는 제 1 단계 PCR을 위해 블리스터(564)의 내용물을 가열하거나 냉각하기 위해 위치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 단계 히터(888)은 제 2 단계 PCR을 위해, 파우치(510)의 어레이(581)의 제 2 단계 블리스터(582)의 내용물을 가열 또는 냉각하기 위해 위치될 수 있다. 하지만, 상기 히터는 또한 다른 가열 목적을 위해 사용될 수 있고, 특정 적용에 적함하도록 하는 다른 히터가 포함될 수 있다.As previously described, the
전술한 바와 같이, 2개 또는 그 이상의 온도 사이에서 열순환되는 펠티어 장치는 PCR에 대해 효과적인 반면, 일부 실시 예에서는 히터를 일정한 온도에 유지시키는 것이 바람직할 수 있다. 예시적으로, 이는 샘플 온도를 변환하는 데 필요한 시간 이상으로 히터 온도를 변환하는 데 필요한 시간을 제거하여, 작동 시간을 감소시키는 데 사용될 수 있다.As described above, a Peltier device that is thermally cycled between two or more temperatures is effective for PCR, while in some embodiments it may be desirable to keep the heater at a constant temperature. Illustratively, this can be used to reduce the operating time by eliminating the time required to convert the heater temperature beyond the time required to convert the sample temperature.
또한, 이러한 배열은 보다 큰(더 많은 열 질량을 갖는) 펠티어 장치가 아닌, 보다 작은 샘플 및 샘플 용기를 열적으로 순환시키는 것만 필요하므로, 시스템의 전기 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 기구는 열순환을 달성하기 위해, 파우치과 연결되도록 위치되고, 예를 들어, 열처리, 신장, 변성을 위한 온도가 설정된 다수의 히터(예를 들어, 2개 이상)를 포함할 수 있다. 2개의 히터가 많은 적용을 위해 충분할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 열순환을 달성하기 위해, 상기 히터가 이동될 수 있고, 상기 파우치가 이동될 수 있고, 또는 유체가 상기 히터에 대해 이동될 수 있다. 예시적으로, 히터는 선형, 원형 배열 등으로 배열될 수 있다. 제 2 단계 PCR을 참조하여, 적절한 히터의 형태가 상술되었다. In addition, this arrangement can improve the electrical efficiency of the system, as it only requires thermally cycling the smaller sample and sample container, not a larger (having more thermal mass) Peltier device. For example, the appliance may include a plurality of heaters (e.g., two or more) positioned to be connected to the pouch to achieve thermal circulation, and set temperatures for heat treatment, elongation, and denaturation, for example. . Two heaters may be sufficient for many applications. In various embodiments, to achieve thermal circulation, the heater may be moved, the pouch may be moved, or a fluid may be moved relative to the heater. For example, the heater may be arranged in a linear or circular arrangement. With reference to the second step PCR, a suitable heater type has been described above.
형광 검출이 필요할 경우, 광학 어레이(890)가 제공될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 어레이(890)은 광 소스(898)을 포함할 수 있고, 예시적으로는 필터링된 LED 광 소스, 필터링된 백색광 또는 레이저 조명 및 카메라(896)를 포함할 수 있다. 카메라(896)은 예시적으로 파우치(510)의 제 2 단계 웰(582)에 대응하는 복수의 광검출기를 가질 수 있다. When fluorescence detection is required, an
대안적으로, 카메라(896)는 제 2 단계 웰(582)을 포함하는 이미지를 촬영하고, 상기 이미지는 상기 제 2단계 웰(582)의 각각에 대응하는 개별 영역으로 분할될 수 있다. 구조에 따라, 광학 어레이(890)은 정적일 수 있고, 또는 광학 어레이는 하나 이상의 모터에 부착된 운송기상에 배치되어 개별의 제2 단계 웰(582) 각각으로 부터 신호를 얻기 위해 이동될 수 있다. Alternatively, the
한편, 다른 배열이 가능할 수 있다. 도 18에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 단계 히터는 도 2에 도시된 파우치(510)의 반대면에 히터를 제공한다. 이러한 배향은 단지 예시이며, 상기 배향은 기구내에 공간적 제약에 의해 결정될 수 있다. 제 2 반응 영역(580)이 광학적으로 투명한 물질로 제공될 경우, 광검출기 및 히터는 어레이(581)의 어느 한면상에 배치될 수 있다.On the other hand, other arrangements may be possible. The second stage heater according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 18 provides a heater on the opposite side of the
도시된 바와 같이, 컴퓨터(894)는 압축 에어 소스(895)의 밸브(899)를 조절하고, 따라서, 기구(800)의 모든 공기압을 조절할 수 있다. 또한, 기구의 많은 공기압 시스템이 다른 실시 예에서 기계적 액츄에이터, 압력 적용 수단등 로 교체될 수 있다. 컴퓨터(894)는 또한, 히터(866 및 888) 및 광학 어레이(890)을 조절할 수 있다. As shown, the
이러한 구성 각각은 전기적으로, 예시적으로는 케이블(891)로 연결될 수 있고, 물리적 또는 무선 연결이 본 발명의 범위 내에서 가능할 수 있다. 컴퓨터(894)는 기구(800) 내부에 수용될 수 있고, 또는 기구(800)의 외부에 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터(894)는 일부 또는 모든 구성을 제어하는 내장 회로 보드를 포함할 수 있고, 또한, 광학 어레이로 부터 데이터를 받고 이를 보여주기 위해 데스크탑 또는 노트북과 같은 외부 컴퓨터를 포함할 수 있다. 인터페이스, 예시적으로는 온도, 순환 시간등과 같은 정보 및 변수를 입력하기 위한 키를 포함하는 키보드 인터페이스가 제공될 수 있다. 또한, 예시적으로, 디스플레이(892)가 제공될 수 있다. 디스플레이(892)는 예를 들어, LED, LCD 또는 이와 가?v 다른 디스플레이 일 수 있다.Each of these configurations may be electrically, illustratively connected by a
다른 종래의 기구는 밀봉된 유연성 용기 내에서 PCR을 나타낸다. 예를 들어, 참조로서 본 발명에 참조로서 포함된 미국 특허 제6,645,758호, 제6,780,617호, 및 제9,586,208호를 참조하면 알 수 있다. 하지만, 밀봉된 PCR 용기내에 세포 분해를 포함하면, 특히, 만약 시험될 샘플이 생물학적 위험을 포함할 경우, 사용 용이성 및 안전성을 향상히킬 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 세포 분해로 부터의 폐기물 및 모든 다른 단계로 부터의 폐기물이 밀봉된 파우치 내에 남아있다. 상기 파우치 내용물은 추가 시험을 위해 제거될 수 있다.Another conventional instrument represents PCR in a sealed flexible container. For example, reference can be made to US Pat. Nos. 6,645,758, 6,780,617, and 9,586,208, which are incorporated herein by reference by reference. However, including cellular degradation in a sealed PCR container can improve ease of use and safety, especially if the sample to be tested contains a biohazard. In an embodiment of the invention, waste from cell degradation and waste from all other steps remain in the sealed pouch. The pouch contents can be removed for further testing.
도 2는 파우치(510)에 사용될 수 있는 예시적인 기구(800)를 도시한다. 기구(800)는 케이싱의 벽을 형성하거나 케이싱 내에 장착되는 지지 부재(802)를 포함할 수 있다. 기구(800)는 또한 파우치(510)의 인입 및 인출을 허용하기 위해, 지지 부재(802)에 대해 선택적으로 이동성 제 2 지지 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 리드(lid)는 파우치(510)가 기구(800)내에 삽입되면 파우치(510)를 덮을 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 상기 2개의 지지 부재 모두는 파우치(510)가 다른 기계적 수단 또는 공기압에 의해 제자리에 고정된 상태로, 고정될 수 있다.2 shows an
예시적인 실시 예에서, 히터(886 및 888)는 지지 부재(802)상에 장착될 수 있다. 하지만, 이러한 배치는 예시일 뿐이며, 다른 배치가 가능할 수 있다. 예시적인 히터는 블리스터(864) 및 제 2 단계 반응 영역(580)의 내용물을 열순환하기 위해 당업계에 공지된 펠티어, 다른 블록 히터, 저항 히터, 전자기 히터 및 박막 히터를 포함할 수 있다. 블래더(822, 844, 846, 848, 864, 86)를 갖는 블래더 판(810), 하드 밀봉부(838, 843, 852, 853) 및 밀봉부(871, 872, 873, 874)는 블래더 어셈블리(808)를 형성하고, 상기 블래더 어셈블리는 공기압 액츄에이터가 파우치(510)와 접촉하여 배치된 것과 같이, 예를 들어, 파우치(510)를 향해 이동할 수 있는 이동성 지지 구조물상에 장착될 수 있다. In an exemplary embodiment, the
파우치(510)는 기구(800)내에 삽입될 수 있고, 이동성 지지 부재는 지지 부재(802)를 향해 이동될 때, 상기 파우치(510)의 다양한 브리스터는 블래더 어셈블리(810)의 다양한 블래더 및 어셈블리(808)의 다양한 밀봉부와 인접하도록 배치되며, 이에 따라 공기압 액츄에이터의 활성은 파우치(510)의 하나 이상의 블리스터로 부터 액체를 가압하거나 또는 파우치(510)의 하나 이상의 채널에 핀치 밸브를 형성한다. The
상기 파우치(510)의 블리스터 및 채널 사이의 관계 및 어셈블리(808)의 블래더 및 밀봉부의 관계는 도 3에 보다 상세히 도시되어 있다. The relationship between the blister and channel of the
도 5a는 파우치(5000)(본 명세서에서 '과학 카드'로도 언급함)의 다른 실시 예를 도시한다. 상기 파우치(5000)는 다양한 실시 예에서 사용될 수 있거나 본 발명에서 PCR, 미생물 실험 또는 다른 다양한 시험을 위해 기재된 다양한 실시 예를 위해 재구성될 수 있다. 5A shows another embodiment of a pouch 5000 (also referred to herein as a'science card'). The
상기 파우치(5000)는 본 발명의 참조로서 포함되는 WO 2017/147085에 개시된 기구에 사용되도록 구성될 수 있고, 또는 다른 다양한 기구내에 사용되도록 구성될 수 있다. 도 5a의 예시적인 파우치(5000)는 샘플 제조, 핵산 증폭, 및 검출이 발생할 수 있는 복수의 영역 또는 블리스터를 포함할 수 있다. The
상기 예시적인 파우치(5000)는 증폭되고 분석될, 핵산을 함유하는 샘플이 파우치 내부로 도입될 수 있는 샘플 제조 블리스터(5005), 제 1 PCR 블리스터(5010), 제 2 단계 이전에 제 1 단계 PCR로 부터의 생성물의 일부분을 측정하기 위한 메스 희석 웰(5015), 및 복수의개별 반응 웰(5082)를 포함하는 제 2 단계 PCR 어레이(5081)를 포함할 수 있다. The
상기 메스 웰(5015)은 또한, 블리스터(5020 및 5025)와 유체적으로 연통될 수 있고, 제 2 단계 PCR을 위한 시약은 희석 웰(5015)의 내용물로 도입 후 혼합될 수 있다. 일 실시 예로, 제 2 단계 PCR을 위한 샘플은 메스 웰(5015)의 내용물이 블리스터(5020 및 5025) 사이의 제 2 단계 PCR을 위한 시약과 반복적으로 혼합됨으로써 제조될 수 있다. 제 2 단계 어레이(5081)은 또한, 폐기물 용기(5035)와 유체적으로 연통될 수 있다. 대안적으로, 블리스터(5010)은 샘플 제조 및 제1 단계 PCR을 위해 사용될 수 있고, 블리스터(5005)는 폐기물 용기, 예를 들어, 샘플 제조 폐기물을 위한 폐기물 용기로서 사용될 수 있다.The scalpel well 5015 may also be in fluid communication with the
블리스터(5005, 5010, 5020, 및 5025), 희석 웰(5015) 및 제 2 단계 어레이(5081)는 채널(5050a-5050e)에 의해 유체적으로 연결될 수 있다. 샘플 및 시약은 진입채널(5040a-5040f) 및 진입 포트(5045a-5045f)를 통해 파우치(5000)로 진입될 수 있다. 대안적으로, 파우치(5000)는 상기는 파우치(5000)에 샘플 및 시약을 도입하기 위해, 도 1의 피트먼트(590)과 유사한 형태의 장치가 장착될 수 있다. 또한, 상기 파우치(5000)는 피트먼트(fitment) 또는 유사한 구조체내에 탈수된(예를 들어, 동결건조된)시약을 포함할 수 있고, 상기 탈수된 시약은 파우치를 사용하기 전, 적절한 수화 완충액으로 수화될 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 액체 시약이 파우치(5000)에 지공될 수 있다.The
일 실시 예에서, 파우치(5000)는 함께 밀봉되어 파우치(5000)를 형성하는 복수의 층을 갖는 물질(동일한 물질로 구성된 복수의 층 또는 다른 형태의 물질로 구성되 복수의 층을 갖는 물질)로 부터 제조될 수 있다. In one embodiment, the
도 5b 및 5c에서, 절취도는 재료의 층을 도시하는 B-B 선 및 C-C선을 따라 도시되어 있고, 이는 파우치(5000)의 다른 부분을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 도 5b에 도시된 파우치(5000)의 제 1 영역에서, 도시된 파우치(5000)는 필름의 제 2층(5098)과 접합되는 필름의 제 1 층(5090)으로 부터 제조될 수 있다. 상기 제 1 층 및 제 2 층(5090 및 5098)은 당업계에 알려진 임의의 종래의 방식으로 서로 접합될 수 있다. 예를 들어, 가열 및 가압, 초음파 용접 또는 레이저 용접에 의해 접합될 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. In Figures 5B and 5C, cutaway views are shown along lines B-B and C-C showing layers of material, which can be used to fabricate other portions of
도 5b는 또한, 파우치(5000)가 상기 제 1층 및 제2층(5090 및 5098) 사이에 개방 영역을 남기고, 상기개구부를 따라 밀봉된 가장자리(margin)로 개방 영역의 둘레를 정의함으로써, 블리스터 또는 채널이 파우치 내에 형성될 수 있음을 도시한다. -예시적 용접은 도 5a 및 5b의 5084에 도시되어 있다. 5B also shows that the
도 5c는 제 2 단계 어레이(5081)의 웰을 형성하기 위해 사용될 수 있는 두꺼운 두께의 카드 물질을 포함하는 파우치(5000)의 다른 영역을 도시한다. 도시된 파우치(5000)의 상기 영역은 제 1 필름층(5090), 감압 접착층(5092), 카드층(5094), 제 2 감압 접착층(5096) 및 제 2 필름층(5098)로 부터 제조될 수 있다. 5C shows another area of the
예시적인 일 실시 예로, 제 2 단계 어레이(5081)의 상기 웰(5082)은 카드층(5094)내에 형성될 수 있다. 상기 필름층(예를 들어, 제 1층(5090) 및 제2층(5098)) 사이에 개방 공간을 남김으로써 채널(예를 들어, 채널(5040c) 및 블리스터(예를 들어, 블리스터(5005)를 형성하기 위한 대안으로서 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 카드층(5094)은 연장될 수 있고, 상기 블리스터 및/또는 채널은 상기 카드층(5094)에서 적절한 컷아웃(cutout)을 형성함으로써 형성될 수 있다. As an exemplary embodiment, the
유사하게, 채널(5050a-5050e) 및 진입 채널(5040a-5040f)은 제 1 또는 제 1 감압 접착층(5092 및 5096) 중 어느 하나에 컷아웃을 형성함으로써 형성될 수 있고, 다른 구조도 가능할 수 있다. 예시적인 블리스터 영역이 유연성을 갖지만, 상기 카드층(5094)은 선택적으로 유연성이 적은 강성 재료일 수 있다. 하지만, 여전히 유연 샘플 용기의 일부로 이해될 수 있다. Similarly, the
따라서 “유연 파우치”는 단지 특정 영역에서만 유연성이 필요한 것으로 이해될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 블리스터 영역 사이의 유체 채널은 제 1 필름층(5090) 상부 또는 제 2필름층(5098) 하부에 다른 필름층, 배관, 강성 층을 추가하고, 상기 층들을 서로 용접하고 상기 층사이의개방된 블리스터 영역 및 채널을 남겨둠으로써 형성될 수 있다. Thus, a “flexible pouch” can be understood as requiring flexibility only in a specific area. Alternatively or additionally, the fluid channels between the blister regions add another film layer, piping, rigid layer on top of the
다른 재료가 사용될 수 있지만, 예를 들어, 파우치(5000)의 필름층은 유연 플라스틱 필름 또는 도 1에 도시된 파우치(510)와 유사한 다른 유연성 재료로 부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 파우치(5000)는 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트, 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸메타크릴레이트, 조합, 혼합물 및 이들의 적층된 층과 같은 물질로 부터 제조될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. 또한, 상기 파우치(5000)는 압출, 플라즈마 증착 및 라미네이션을 포함하는 당업계에 공지된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. Other materials may be used, but for example, the film layer of
유사한 물질(예를 들어, 폴리카보네이트)이 카드층(5094)에 사용될 수 있다.또한, 알루미늄 라미네이션을 갖는 금속 호일 또는 플라스틱을 포함하는 다른 물질이 사용될 수 있다. 블리스터 및 채널을 형성하기 위해 함께 밀봉될 수 있는 다른 차단 물질이 당업계에 공지된 바 있다. 만약, 플라스틱 필름이 사용될 경우, 상기 층들은 서로 접합될 수 있고, 예시적으로는 열 밀봉 또는 레이저 용접에 의해 접합될 수 있다. 예시적으로, 상기 물질은 낮은 핵산 결합 능력을 갖는다. 만약, 형광 검출이 사용되는 경우, 파우치의 적절한 영역(예를 들어, 제 2 단계 어레이 부근)에 선택적으로 투명한 재료가 사용될 수 있다. A similar material (e.g., polycarbonate) may be used for the
상술한 필름 재료의 예에 추가하여 또는 대신하여, 차단 필름은 파우치(5000) 또는 본 발명에 기재된 다른 파우치들 중 어느 하나를 형성하기 위해 하나 이상의 층에 사용될 수 있다. 예를 들어, 차단 필름은 낮은 종래의 플라스틱필름보다 낮은 수증기 및/또는 산소 투과율을 갖기 때문에 일부 실시 예에서 바람직할 수 있다. In addition to or instead of the examples of film materials described above, a barrier film may be used in one or more layers to form the
예를 들어, 전형적인 차단 필름은 수증기 투과율(WVTR)이 약 0.01 g/m2/24h 내지 약 3 g/m2/24h일 수 있고, 바람직하게는 약 0.05 g/m2/24h 내지 약 2 g/m2/24h(예를 들어, 약 1 g/m2/24이내)일 수 있고, 산소 투과율은 약 0.01 cc/m2/24h 내지 약 2 cc/m2/24h일 수 있고, 바람직하게는약 0.05 cc/m2/24h 내지 약 2 cc/m2/24h(예를 들어, 약1 cc/m2/24h 이내)일 수 있다. For example, typical barrier films may have a water vapor transmission rate (WVTR) of about 0.01 g/m 2 /24h to about 3 g/m 2 /24h, preferably about 0.05 g/m 2 /24h to about 2 g /m 2 /24h (e.g., within about 1 g/m 2 /24), and the oxygen permeability may be from about 0.01 cc/m 2 /24h to about 2 cc/m 2 /24h, preferably May be from about 0.05 cc/m 2 /24h to about 2 cc/m 2 /24h (for example, within about 1 cc/m 2 /24h).
실시 예에 따른 차단 필름은 금속(예를 들어, 알루미늄 또는 다른 금속)의 기상 증착에 의해 또는, 산화물(예를 들어, Al2O3 또는SiOx) 또는 다른 화학적 성분으로 코팅된 스퍼터링에 의해 금속화될 수 있는 필름을 포함할 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. The blocking film according to the embodiment is a metal by vapor deposition of a metal (for example, aluminum or other metal) or by sputtering coated with an oxide (for example, Al 2 O 3 or SiO x ) or other chemical components. It may include a film that can be converted, but is not limited thereto.
금속화된 필름의 일반적이 예는 알루미늄이 코팅된 마일라(Mylar)이고, 상기 알루미늄이 코팅된 마일라는 금속 코팅된 이축 배향 PET(biaxially oriented PET, BoPET)이다. 일부 적용에서, 코팅된 차단 필름은 폴리에틸렌, PP 또는 유사한 열가소성플라스틱의 층으로 적층될 수 있고, 밀봉성을 제공하고, 파괴 저항성을 향상시킬 수 있다. 종래의 플라스틱 필름과 같이, 파우치를 제조하기 위해 사용되는 차단 필름층은 서로 접합될 수 있다. 예시적으로는 열 밀봉에 의해 접합될 수 있다. 예시적으로, 상기 물질은 낮은 핵산 결합 및 낮은 단백직 결합 능력을 가질 수 있다. 블리스터 및 채널을 형성하기 위해 함께 밀봉될 수 있는 다른 차단 물질이 당업계에 공지되어 있다. A typical example of a metallized film is aluminum-coated Mylar, and the aluminum-coated Mylar is a metal-coated biaxially oriented PET (BoPET). In some applications, the coated barrier film may be laminated with a layer of polyethylene, PP or similar thermoplastics, provide sealability, and improve fracture resistance. Like a conventional plastic film, the barrier film layers used to manufacture the pouch may be bonded to each other. Illustratively, it may be bonded by heat sealing. Illustratively, the material may have low nucleic acid binding and low protein binding ability. Other barrier materials are known in the art that can be sealed together to form blisters and channels.
파우치(5000)는 파우치(510)를 위해 상술된 것과 유사한 방법으로 사용될 수 있고, 및/또는 미국 특허 제8,895,295호에 기재된 방법과 유사한 방법으로 사용될 수 있다. The
도 5a를 참조하면, 파우치를 충진하고 샘플을 제조하고, 제 1 단계 PCR을 수행하고, 제 2 PCR을 수행하기 위해 2개의 대안적인 순서(alternative sequences)가 설명된다. Referring to FIG. 5A, two alternative sequences are described for filling the pouch and preparing a sample, performing a first step PCR, and performing a second PCR.
제 1 예시적 방법으로, 샘플 제조 및 제1 단계 PCR이 별도의 블리스터 내에서 수행될 수 있다. 상기 제 1 예시적 방법은 본 발명에서 “3개의 영역을 갖는 방법”으로 언급되며, 이때 3개의 영역은 샘플 제조, 제 1 단계 PCR, 제 2 단계 PCR일 수 있다. “3개의 영역을 갖는 방법(three zone method)” 및 “2개의 영역을 갖는 방법(two-zone method)”에 대한 이후 실시 예에서, 파우치(5000)는 파우치의 일 실시 예이고, 다른 파우치 구조는 3개의 영역 및/또는 2개의 영역을 갖는 방법에 적합할 수 있다.As a first exemplary method, sample preparation and first step PCR may be performed in separate blisters. The first exemplary method is referred to as “a method having three regions” in the present invention, wherein the three regions may be sample preparation, first step PCR, and second step PCR. In the following embodiments of the “three zone method” and “two-zone method”, the
제 1 단계에서, 샘플은 충진 채널(5040a)을 통해 블리스터(5005)로 주입될 수 있다. 일 실시 예에서, 세포, 바이러스등은 본 발명의 다른 실시 예에서 상세히 설명된 와이핑 시스템(wiping system)을 사용하여 블리스터(5005)에서 분해될 수 있다. In the first step, the sample may be injected into the
대안적으로, 세포 분해는 대안적인 분해 장치 또는 화학적 분해에 의해 달성될 수 있다. 이때, 상기 분해 장치는 초음파 장치, 또는 비드 비터(beater)일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. 선택적으로, 본 발명의 다른 실시 예에서 상세히 기재된 히터 어셈블리 중 하나 이상의 히터 요소로 샘플을 가열(예를 들어, 약 70-90°C)함으로써 분해가 보조될 수 있다. 분해 후, 상기 샘플은 열전 냉각 요소(예를 들어, 펠티어 요소)에 의해 약 0°C 내지 약 20°C(예를 들어, 약 10-15°C)로 냉각되어, 예를 들어 실리카가 코팅된 자성비드를 이용한 핵산 회수를 보조할 수 있다. 다른 냉각 요소는 유체 또는 가스 열교환요소, 팬 냉각방식 방열판, 전열관, 응축 기구등이 포함될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.Alternatively, cellular degradation can be achieved by alternative degradation devices or chemical degradation. In this case, the decomposition device may be an ultrasonic device or a bead beater, but is not limited thereto. Optionally, disassembly may be assisted by heating the sample (e.g., about 70-90°C) with one or more heater elements of the heater assemblies detailed in another embodiment of the present invention. After decomposition, the sample is cooled to about 0°C to about 20°C (e.g., about 10-15°C) by means of a thermoelectric cooling element (e.g., Peltier element), e.g. silica coated Nucleic acid recovery can be aided using the magnetic beads. Other cooling elements may include, but are not limited to, a fluid or gas heat exchange element, a fan-cooled heat sink, a heat transfer tube, and a condensing mechanism.
자성 비드는 분해물로 부터 핵산을 회수하는 데 사용하기 위해 충진 채널(5040a 또는 5040b)를 통해 블리스터(500)로 주입될 수 있다. 대안적으로, 분해된 세포, 분해 비드, 자성 비드, 분해 완충액등은 분해 전에 블리스터(5005)로 동시에 또는 순차적으로 주입될 수 있다. The magnetic beads may be injected into the blister 500 through the filling
예시적으로, 자성 비드 및 분해물은, 저온 상태(예를 들어, 약 0-10°C의 온도범위, 예시적으로, 히터 중 하나의 온도를 조절함으로써)로 혼합될 수 있다. 상기 자성 비드 및 분해물이 충분한 시간 동안 완전히 혼합되면, 상기 자성 비드는 기구에 예시적으로 제공된 자석에 의해 블리스터(5005)에서 응집될 수 있고, 상기 사용된 분해물은 채널(5040b)를 통해 액체 폐기물로 보내질 수 있다. Illustratively, the magnetic beads and the decomposition product may be mixed in a low temperature state (e.g., by adjusting the temperature of one of the heaters, for example, in a temperature range of about 0-10 ° C. When the magnetic beads and the decomposition product are thoroughly mixed for a sufficient time, the magnetic beads may be agglomerated in the
이후, 세척 완충액은 충진 채널(5040a)를 통해 주입될 수 있다. 상기 세척 완충액 및 자성 비드는 저온 상태(약, 0-10°C)로 혼합될 수 있다. 상기 자성 비드는 다시 응집될 수 있고, 상기 사용된 세척 완충액은 채널(5040b)를 통해 액체 폐기물로 유입될 수 있다. 상기 세척 싸이클은 1회 이상 반복될 수 있다. Thereafter, the washing buffer may be injected through the filling
세척 이후, 용출 완충액(선택적으로 제 1 단계 PCR 프라이머를 포함하는)은 충진 채널(5040a)을 통해 블리스터(5005)로 주입될 수 있다. 상기 용출 완충액(및 제 1 단계 PCR 프라이머) 및 상기 자성 비드는 선택적으로 고온 상태(약 70-90°C)로 혼합될 수 있고, 예시적으로 하나 이상의 히터에 의해 조절될 수 있다.After washing, the elution buffer (optionally including the first step PCR primer) may be injected into the
제 1 단계 PCR의 경우, PCR 마스터 혼합(예를 들어, 폴리메라아제, dNTPs, 및 당업계에 공지된 다른 증폭 성분)이 충진 채널(5040c)를 통해 블리스터(5010)으로 주입될 수 있다. 상기 PCR 마스터 혼합은 상기 자성 비드로 부터 용출액을 도입하기 전에 가열(예를 들어, 약 57°C)될 수 있다. 블리스터(5005)에서, 상기 자성 비드는 다시 응집될 수 있고, 용출액은 채널(5050a)를 통해 블리스터(5010)로 보내질 수 있다.In the case of the first-stage PCR, PCR master mix (eg, polymerase, dNTPs, and other amplification components known in the art) may be injected into the
일 실시 예에서, 제1 단계 PCR은 예시적으로, 2개의 히터에 의한 온도 조절하에, 참조로서 포함되는 WO 2017/147085에 개시된 와이퍼 시스템의 회전 움직임을 갖는 블리스터(5010)에서 수행될 수 있다. In one embodiment, the first step PCR may be performed in a
대안적으로, 제 1 단계 PCR 열순환은 블리스터(5010)가 2개의 상이한 온도(예를 들어, 열처리 온도 및 변성 온도)에 있는 2개의 상이한 히터를 포함하는 히터 어셈블리의 하나의 히터의 제어하에 있고, 이어 다른 하나의 히터의 제어하에 있을 수 있도록 히터 어셈블리 또는 파우치(5000)를 변환함으로써 수행될 수 있다.Alternatively, the first stage PCR thermocycling is performed under the control of one heater of a heater assembly in which the
블리스터(5010)로 유입 및 유출되는 채널은 제 1 단계 PCR을 수행하는 동안 폐쇄될 수 있고, 예시적으로는 도 2 및 3에 도시된 밀봉부아 유사한 밀봉부로 폐쇄될 수 있다. 일부 실시 예에서 부피 감소 프로토콜을 사용함으로써 파우치에서 제 1 PCR의 속도를 높일 수 있다. 예를 들어, 부피 감소 프로토콜은 블리스터(5010)의 초기 부피(예를 들어, 100 μL)에서 PCR을 수회 싸이클(예를 들어, 1 내지 10회)로 수행하는 단계, 블리스터(5010)의 부피를 약 반으로 감소시키는 단계, PCR을 보다 많은 싸이클(예를 들어, 5-10)로 수행하는 단계, 및 다시 블리스터(5010)의 부리?a 약 반으로 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. 보다 작은 부피의 액체는 보다 작은 열 질량을 가지며, 보다 많은 부피의 액체보다 열싸이클이 빠르기 때문에, 부피 감소는 PCR 반응을 위한 싸이클 시간을 감소시킬 수 있다. The channels flowing into and out of the
제 1 단계 PCR을 충분한 횟수로 싸이클링한 후(예를 들어, 20-30싸이클), 제 1 단계 PCR의 소량의 샘플(예를 들어, ~1-5 μL)은 채널(channel 5050b)을 통해 희석 웰(5015)로 보내질 수 있고 채널(5050c-5050e)은 폐쇄될 수 있다. After cycling the first-stage PCR a sufficient number of times (e.g., 20-30 cycles), a small sample (e.g., ~1-5 μL) of the first-stage PCR is diluted through a channel (
제 2 단계 PCR을 위한 샘플은 채널(5040e)을 통해 블리스터(5025)로 제2 단계 PCR 마스터 혼합을 주입함으로써 제조될 수 있다. 밀봉부 채널(5050b 및 5050e)는 폐쇄될 수 있고, 밀봉부(5050c alc 5050d)는 개방될 수 있다. A sample for the second step PCR may be prepared by injecting the second step PCR master mix into the
또한, 제 2단계 PCR을 위해 제 1 단계 PCR 생성물을 희석하기 위해, 웰(5015)내의 샘플은 블리스터(5025 및 5020) 및 웰(5015) 사이를 혼합함으로써 상기 마스터 혼합과 혼합될 수 있다. Further, to dilute the first step PCR product for second step PCR, the samples in well 5015 can be mixed with the master mix by mixing between
블리스터(5020 및 5025) 및 웰(5015)는 물리적 “핫-스타트”를 위해 혼합되거 전 또는 혼합되는 동안 가열될 수 있다. 채널(5050e)는 이후 개방되고, 밀봉부(5050c 및 5050d)는 폐쇄될 수 있다. 이를 통해, 상기 제 2 단계 PRC 혼합은 제 2 단계 PCR 어레이(5081)로 전달될 수 있다. 다른 실시 예에서, 파우치(5000)는 하나 이상의 추가적인 희석 웰 및 세트를 포함할 수 있고, 상기 세트는 혼합 블리스터 ?? 웰(5015)로 부터의 하류, 및 블리스터(5025 및 5020) 및 어레이(5081)로 부터 상류일 수 있다. 예를 들어, 농축된 제 1 단계 PCR 프라이머 또는 고농축 생성물을 포함하는 일부 실시 예에서, 제 1 단계 프라이머 및 생성물을 하나의 희석 웰로 달성될 수 있을 정도로 보다 크게 희석하는 것이 바람직할 수 있다. 어레이(5081)에서 제 2 단계 PCR을 위한 열순환은 본 발명에서 상세히 기재한 바와 같이 예시적으로 히터 어셈블리를 앞 및 뒤로 변환시킴으로써 달성될 수 있다.
두 번째 예시적인 방법에서, 샘플 제조 및 제 1단계PCR은 동일한 블리스터 내에서 수행될 수 있다. 이는 본 발명에서 “2개의 영역을 갖는 방법(two zone method)”으로 언급되며, 상기 샘플 제조 및 제 1 단계 PCR은 제 1 영역에서 수행되고, 제 2 단계 PCR은 제 2 영역에서 수행될 수 있다. In the second exemplary method, sample preparation and first step PCR can be performed in the same blister. This is referred to as a "two zone method" in the present invention, and the sample preparation and first step PCR may be performed in the first region, and the second step PCR may be performed in the second region. .
제 1 단계에서, 샘플은 충진 채널(5040c)를 통해 블리스터(5010)으로 주입될 수 있다. 일 실시 예로, 세포, 바이러스등이 본 발명의 다른 실시 예에서 상세히 설명된 와이핑 시스템을 사용하여 블리스터(5010)에서 분해될 수 있다. 대안적으로, 세포 분해는 대안적인 분해 장치 또는 화학적 분해에 의해 달성될 수 있다. 이때, 상기 분해 장치는 초음파 장치 또는 비드 비터일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다. In the first step, the sample may be injected into the
분해는 본 발명의 다른 실시 예에서 상세히 설명된 히터 어셈블리의 하나 이상의 히터 요소로 온도를 상승시켜 샘플을 가열함으로써, 보조될 수 있다. 분해 이후, 샘플은 온도를 감소(예를 들어, 0-10°C와 같은 주위 온도로 감소시킬 수 있으나 이에 제한되지 않음)과 같은 시키기 위한 열전 냉각 요소(예를 들어, 펠티어 요소)로 선택적으로 냉각될 수 있다.Disassembly may be assisted by heating the sample by raising the temperature with one or more heater elements of the heater assembly described in detail in other embodiments of the present invention. After decomposition, the sample is optionally with a thermoelectric cooling element (e.g., Peltier element) to reduce the temperature (e.g., reduce it to an ambient temperature such as 0-10°C, but is not limited thereto). Can be cooled.
자성 비드는 분해물로터 핵산을 회수하기 위해 충진 채널(5040c)를 통해 블리스터로 주입될 수 있다. 일 실시 예로, 분해 후 상기 자성 비드 및 분해물은 저온 상태(약, 0-10°C)로 혼합될 수 있다. 다른 실시 예에서, 분해된 세포, 분해 완충액, 자성 비드 및 선택적으로 분해 비드의 조합은 함께 블리스터로 주입될 수 있고, 이를 통해 분해 및 핵산 포액이 거의 동시에 발생될 수 있다. The magnetic beads may be injected into the blister through the filling
자성 비드 및 분해물이 충분한 시간 동안 완전히 혼합되면, 상기 자성 비드는 자석과 함께 블리스터(5010)에 응집될 수 있고, 사용된 분해물은 채널(5050a)을 통해 블리스터(5005)(예를 들어, 액체 폐기물 블리스터)로 보내질 수 있다. 이후, 세척 완충액이 충진 채널(5040c)을 통해 블리스터(5010)로 주입될 수 있다. 선택적으로, 상기 세척 완충액 및 자성 비드는 저온(예를 들어, 약0-10°C) 냉각될 수 있다. When the magnetic beads and the decomposition product are thoroughly mixed for a sufficient time, the magnetic beads may agglomerate in the
상기 자성 비드는 다시 재응집되고, 상기 사용된 세척 완충액은 블리스터(5005)로 유입될 수 있다. 상기 세척 싸이클은 한번 이상 반복될 수 있고, 원하는 경우, 세척 이후 핵산은 융출 완충액(및 제 1단계 PCR 프라이머)를 블리스터(5010)으로 주입함으로써 비드로 부터 용출될 수 있다(선택적으로 승온된 상태에서, 예를 들어 약 70-90°C). 상기 자성 비드 및(존재할 경우) 임의의 잔여 분해 비드는 블리스터(5010)의 상류 절반으로 수집될 수 있고, 채널(5050a)를 통해 폐기물 블리스터(5005)로 보내질 수 있다.The magnetic beads may be re-aggregated, and the used washing buffer may be introduced into the
제 1 단계 PCR 동안, 상기 와이퍼 시스템이 설정될 수 있고, 제 1 단계 PCR 마스터 혼합이 채널(5040d)로 주입될 수 있고, 핫 스타트가 바람직할 경우, 선택적으로 승온된 상태(약 57°C)에서 유지될 수 있다. 제 1 단계 PCR 마스터 혼합은 프라이머 및 주형과 혼합될 수 있고, 제 1 단계 PCR은 상술한 바와 같이 수행될 수 있다.During the first-stage PCR, the wiper system may be set, and the first-stage PCR master mix may be injected into the
제 1 단계 PCR 이후, 프로토콜은 3개의 영역을 갖는 방법에 상술한 바와 같이, 제 2 단계 PCR로 진행될 수 있다.After the first step PCR, the protocol may proceed to the second step PCR, as described above for the method having three regions.
형광 검출이 요구될 경우, 광학 어레이가 제공될 수 있다. 광학 어레이는 광 소스, 예를 들어, 필터링된 LED 광 소스, 필터링된 백색광 또는 레이저 조명 및 카메라(896)를 포함할 수 있다. 카메라는 예시적으로 파우치(5000)의 제 2 단계 웰(5081)에 대응하는 복수의 광검출기를 가질 수 있다. If fluorescence detection is required, an optical array can be provided. The optical array may include a light source, eg, a filtered LED light source, a filtered white light or laser illumination, and a
대안적으로, 카메라는 제 2 단계 웰을 포함하는 이미지를 촬영하고, 상기 이미지는 상기 제 2단계 웰의 각각에 대응하는 개별 영역으로 분할될 수 있다. 구조에 따라, 광학 어레이는 정적일 수 있고, 또는 광학 어레이는 하나 이상의 모터에 부착된 운송기상에 배치되어 개별의 제2 단계 웰각각으로 부터 신호를 얻기 위해 이동될 수 있다. 한편, 다른 배열이 가능할 수 있다.Alternatively, the camera may take an image including a second-stage well, and the image may be divided into individual regions corresponding to each of the second-stage wells. Depending on the structure, the optical array may be static, or the optical array may be placed on a vehicle attached to one or more motors and moved to obtain signals from each of the individual second stage wells. On the other hand, other arrangements may be possible.
도 6a를 참조하면, 제 2단계 PCR을 위해 사용될 있는 웰의 어레이(6000)가 보다 상세히 도시되어 있다. 어레이(6000)는 독립적 어레이일 수 있고, 또는 어레이(5081)의 일부와 같이, 더 큰 어레이에 웰 그룹으로 포함될 수 있다. 6A, an
어레이(6000)는 개별 웰(6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010)을 포함할 수 있다. 개별의 웰(6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010) 각각은 제 2 단계 PCR 반응을 위해 사용될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 상기 웰(6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010)은 충진 채널(6012)와 유체적으로 연결될 수 있다; 홀(6014, 6016, 6018, 6020, 및 6022)은 각각의 웰을 채우기 위해 상기 충진 채널(6012)에 형성되어 있다.
일 실시 예에서, 제 2 단계 어레이(예를 들어, 6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010웰)는 상기 충진 채널(6012)로 부터 상기 웰로 유체를 유입하는데 용이하도록 부분적으로 진공 상태일 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 웰(6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010)은 상기 충진 채널(6012) 및 서로로 부터 밀봉될 수 있고, “교차 작용”으로 지칭될 수 있는 웰 사이의 유체의 누수 또는 혼합은 최소화되거나 또는 6024에 도시된 영역에 또는 주변에 밀봉(예를 들어, 열 밀봉부) 또는 압력을 적용함으로써 방지될 수 있다. In one embodiment, the second stage array (e.g., 6002, 6004, 6006, 6008, and 6010 wells) may be partially in a vacuum state to facilitate the introduction of fluid from the filling
따라서, 단일 밀봉부가 6024로 지시되는 영역에 적용되어 충진 채널(6012)로 부터 웰(6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010) 및, 웰 사이를 폐쇄하여 교차 작용을 방지할 수 있다. 상기 어레이(6000)의 단면 구조 및 웰을 충진하기 위한 유체 통로가 도 6b alc 6c에 도시되었다. 어레이(6000)는 충진 채널(6012)와 관련하여 5개의 웰(6002, 6004, 6006, 6008, 및 6010)로 도시되어 있지만, 더 많거나 더 작은 반응 웰이 충진 채널과 연관될 수 있고, 다수의 충진 채널이 다수의 웰 집단과 연결될 수 있다. 다수의 어레이(6000)이 보다 큰 어레이를 형성하기 위해 접합될 수 있다.Thus, a single seal may be applied to the region indicated by 6024 to close the
도 6b 및 6c를 참조하면, 도 6b는 도 6a의 B-B선을 따라 도시된 단면도이고, 도 6c는 웰 충진 시스템의 다른 실시 예를 나타내는 대안적인 실시 예이다. 도 6b 및 6c에 단면으로 도시된 어레이(6000)의 일부분은 도 5c에 도시된 것과 유사한 층으로 제조될 수 있다; 상기 어레(6000)는 어레이(5081)을 대신해 도 5a에 도시된 파우치(5000)의 부분으로서 포함될 수 있음을 유의해야한다. 도 6b에 도시된 웰(6006b)은 제 1 필름층(6030b), 제 2 필름층(6032b), 접착층(6034b), 웰(6006b)이 정의될 수 있는 카드층(6036b), 제 2 접착층(6038b) 및 제 3 필름층(6040b)로 정의될 수 있다. 도 6c에 도시된 상기 웰(6006c)는 매우 유사하게 제 1 필름층(6030c), 제 2 필름층(6032c), 접착층(6034c), 웰(6006c)이 정의될 수 있는 카드층(6036c), 제 2 접착층(6038c) 및 제 3 필름층(6040c)로 정의될 수 있다, 상기 6b 및 6c의 중요한 차이는 웰(6006b 및 6006c)이 층 주변에 형성된 방법 및 웰이 충진된 방법상 차이에 있을 수 있다. 6B and 6C, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 6A, and FIG. 6C is an alternative embodiment showing another embodiment of a well filling system. A portion of the
도 6b에서, 충전 채널(6012b)은 액체가 흐를 수 있는 제 1 및 제 2 필름 층(6030b 및 6032b) 사이에 갭을 남김으로써 형성될 수 있다. 도 6c는 제 1 및 제 2 필름 층(6030c 및 6032c) 사이에 갭을 남겨서 형성된 유사한 충전 채널(6012c)을 도시한다. 충전 채널은 어레이 주위에서 제 1 및 제 2 필름 층을 함께 밀봉하는 용접 라인(6026b 또는 6026c)에 의해 정의 될 수 있다. 이러한 용접이 적용되는 방법의 실시 예가 6a에 도시되어있다. In FIG. 6B, the
도 6a에 나타난 바와 같이, 웰 용접부(6026)는 충진 채널(6012)을 정의하는 외부 용접부(6026a) 및 내부 용접부(6026b)를 포함하고, 웰 주위의 공간을 포함할 수 있다. 도 6b에서, 충진 홀(6018b)은 제 2 필름 층(6032b) 및 제 1 접착 층(6034b)에서 선택적 컷 아웃을 형성함으로써 형성 될 수 있다. 도 6c에서, 충진 홀(6018c)은 제 1 접착층(6034c)의 대응하는 컷아웃과 인접한 제 2 필름층(6032c)의 선택적 컷아웃을 형성함으로써 형성될 수 있다. As shown in FIG. 6A, the well welded
도 6b에서, 웰을 충진하기 위해 웰(6006b) 주위로 흐르고 웰을 채우는 웰 충진 채널은 카드 층(6036b)에서 컷 아웃(6042b) 및 제 2 접착층(6038b)에서 컷 아웃(6044b)을 형성함으로써 형성될 수 있다. 한편, 이들 채널을 형성하는 다른 방법이 가능할 수 있다. 도 6b의 웰 충진 채널의 설계는, 예를 들어, 유체 통로가 복잡하기 때문에 웰 사이의 교차 작용을 억제하는 것을 도울 수 있다. 마찬가지로, 충진 채널(6012b) 및 충진홀(6018b)이 2개의 필름 층(6030b 및 6032b) 사이에 형성되기 때문에, 충진홀(6018b) 및 웰(6006b)로의 접근은 예를 들어 열 밀봉 장치 또는 압력에 의해, 예를 들어 블래더에 의해 밀봉 될 수 있다. 상기 블래더는 도 6a의 6024에 인접한 영역에 대해 또는 어레이(6000)의 전부 또는 일부에 대해 팽창할 수 있다. In Figure 6b, the well fill channels flowing around and filling the
도 6c에서, 웰 충진 채널(6018c)은 웰(6006c)내부로 직접 흐르고, 충진 홀(6018c)을 웰(6006c)에 유체 연통하는 제 1 접착층(6034c)에 컷아웃(6046c)을 형성함으로써 형성될 수 있다. 도 6c의 충진 설계는 또한 웰 사이의 교차 작용을 일반적으로 억제할 것으로 예상된다. 하지만, 예를 들어 열 밀봉 장치로 밀봉 될 수 있으며, 이는 압력 단독보다 더 나은 밀봉을 제공 할 수 있다.In Figure 6c, the well filling channel (6018c) flows directly into the well (6006c), the filling hole (6018c) is formed by forming a cutout (6046c) in the first adhesive layer (6034c) in fluid communication with the well (6006c) Can be. The fill design of FIG. 6C is also expected to generally inhibit crossover between wells. However, it can be sealed with a heat sealing device, for example, which can provide a better sealing than pressure alone.
일부 실시 예에서, 제 2 단계 어레이의 웰은 제 2 단계 PCR을 위한 유체로 웰을 채우는 것을 용이하게하기 위해 적어도 부분 적으로 진공하에 있을 수 있다. 일반적으로, 이는 파우치가 제조 시점으로 부터 샘플 용기 주변의 패키징이 사용 시점에 열릴 때까지 부분 진공 상태로 유이됨을 의미 할 수 있습니다. In some embodiments, the wells of the second stage array may be at least partially under vacuum to facilitate filling the wells with fluid for the second stage PCR. In general, this can mean that the pouch is entrained in partial vacuum from the point of manufacture until the packaging around the sample container is opened at the point of use.
하나의 예시적인 실시 예에서, 도 7a 및 7b는 진공 저장에 대한 대안으로서 사용될 수 있는 반면 제 2 단계 어레이에서 신뢰성있는 웰 충진을 여전히 허용하는 제 2 단계 어레이의 실시 예를 도시한다. 아래에 상세히 설명되는 바와 같이, 도 7a 및 7b는, 예시 적으로, 부분 진공이 실시간(in-situ)어레이에 진공이 형성될 수 있게하는 액체 충진 채널 내에 형성 될 수 있는 진공 방식을 포함하는 어레이를개략적으로 도시한다.In one exemplary embodiment, Figures 7A and 7B illustrate an embodiment of a second stage array that can be used as an alternative to vacuum storage while still allowing reliable well filling in the second stage array. As will be described in detail below, FIGS. 7A and 7B illustrate an array including a vacuum method in which a partial vacuum can be formed in a liquid filling channel allowing a vacuum to be formed in an in-situ array. Schematically shows.
도 7a 및 7b는 부분적 진공하에서 제조되거나 저장된 파우치를 갖지 않고 충진될 수 있는 제 2 단계 어레이(11000)의 다른 실시 예이다. 제 2 단계 어레이(11000)는 도 6a에 도시된 제 2 단계 어레이(6000)와 유사하다. 용접 라인(11026)에 의해 부분적으로 정의되는 제 2 단계 어레이(11000)는 각각이 고유한 제 2 단계 프라이머 쌍이 제공될 수 있고, 제 2 단계 PCR를 위한 성분(예를 들어, 제 1단계 PCR, 폴리메라이제, dNTPs 등으로 부터 생성된 희석생성물)으로 충진될 수 있는 제 2 단계 웰(11002, 11004, 11006, 11008 및 11010)을 포함할 수 있고, 본 발명의 다른 실시 예에서 상세히 설명된 제 2 단계 분석을 위해 열 순환될 수 있다.7A and 7B are another embodiment of a
제 2 단계 웰은 각각의 제 2 단계 웰과 관련된 유체적 비아(via)(11052a 내지 1052e) 및 충진 홀(11014, 11016, 11028, 11020 및 11022)과 유체 연통되는 충진 채널(11012)로 부터 충진될 수 있다. The second stage well is filled from a
충진 채널에 일체형으로(integrally) 형성되고 각각의 충진 홀, 비아 및 제 2 단계 웰과 유체 연통되는 것은 예시적인 진공 통로(11050)이다. 진공 통로(11050)는 어레이로 부터 이격된 파우치의 일부분에 배치될 수 있는 포트(11051)와 유체 연통될 수 있다. 일 실시 예에서, 포스(11051)는 진공 통로로 접속하는 유체를 제공하는 홀(11051a)를 포함할 수 있다. 예시적으로, 홀(1105a)은 층(11030) 또는 층(11032) 중 어느 하나에 형성 될 수 있다. It is an
진공 통로(11050)는(예를 들어, 파우치가 작동하는 동안 기구의 진공 펌프에 의해) 실시간(in-situ)으로 제 2 단계 웰상의 부분적 진공을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 이에, 파우치는 진공하에 제조되거나 저장될 필요가 없다. 일 실시 예에서, 진공 채널(11050)은 예시적으로 진공 소스와 연결될 수 있는 파우치상의 원격 진공 허브와 연결될 수 있다. The
도 7b를 참조하면, 충진 채널(11012) 및 진공 통로(11050)의 단면이 도시되어 있다. 도시된 실시 예에서, 충진 채널(11012)은 11026의 외각(edge)에(예를 들어, 레이저 용접에 의해) 서로 접합된 2개의 필름층(11030 및 11032) 사이에 개방 공간으로서 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 진공 통로(11050)는 2개의 필름층(11030 또는 11032) 중 하나의 보조-채널로서 형성될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 진공 통로(11050)는 채널(11012)을개방 상태로 유지하고 충진 홀, 비아 및 제2 단계 웰을 진공 통로(11050) 및 포트(11051)을 통해 진공 소스에 연결하도록 설계된 아치형 형상을 가질 수 있다.Referring to FIG. 7B, a cross section of the filling
진공 채널(11050)이 없을 경우, 채널에 진공이 형성하여 웰의 배기를 방지할 때 채널(11012)이 붕괴되거나 "키스(kiss)"되는 경향이 있을 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 채널(11050)은 열 형성 고정물(예를 들어, 적절한 형상의 핫 '데보싱(debossing)'와이어)을 갖는 층들 중 하나에 오목한 도관으로서 형성 될 수 있다. In the absence of the
다른 실시 예들에서, 진공 채널(11050)은 레이저 에칭, 자이로 그래피 등에 의해 형성 될 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 열 형성 채널의 일예로서 진공 통로(11050)는 플라스틱을 지지하고 채널을개방 상태로 유지하여 진공이 제2 단계 웰로 부터 공기를 유입힐 수 있는 아치형 형상을 갖는다. In other embodiments, the
도시된 실시 예에는 아치 형상이 도시되어 있지만, 충진 채널을개방 상태로 유지하는데 사용되는 다른 형상을 갖는 채널이 본 발명에서 사용될 수 있다. 하지만, 진공 통로(11050)는 밀봉될 수 있다. 예를 들어 진공 통로(11050)는 진공 통로(11050)상에 열 밀봉부를 적용함으로써 층(11030 및 11032)을 서로 접합함으로써, 밀봉 될 수 있다.Although the arch shape is shown in the illustrated embodiment, channels having other shapes used to keep the filling channel open may be used in the present invention. However, the
일 실시 예에서, 적어도 1 내지 150 mbar(예를 들어, 2-10 mabr 또는 보다 바람직하게는 2 내지 5 mbar)의 진공이 제 2 단계 어레이(또는 실시간(in-situ)으로 형성되는 진공부를 갖도록 구성된 다른 반응 용기의 일부분)상에 10 내지 120 초 동안 형성될 수 있다.(예를 들어, 반응 용기의 하나 이상의 부분에 진공을 형성하고 반응 용기에서 반응을 수행하거나, 또는 분석적 방법을 수행하기 위해 기구 내로 반응 용기를 삽입하기 직전에 반응을 수행하도록 구성된 기구에서). In one embodiment, a vacuum of at least 1 to 150 mbar (e.g., 2-10 mabr or more preferably 2 to 5 mbar) is applied to a second stage array (or vacuum portion formed in-situ). May be formed for 10 to 120 seconds on one or more portions of the reaction vessel (e.g., forming a vacuum in one or more portions of the reaction vessel and carrying out the reaction in the reaction vessel, or performing an analytical method). In an apparatus configured to conduct the reaction immediately prior to inserting the reaction vessel into the apparatus for use
진공을 형성한 후, 진공 채널은 밀봉(예를 들언, 열에 의해)될 수 있고, 상기 진공은 포트(11051)에서 해제될 수 있다. 이에, 어레이의 웰은 부분적 진공하에 있을 수 있다. 상술된 진공 채널과 유사한 진공 채널을 갖는 원형(prototype) 어레이에 대한 실험은 실시간(in situ)으로 진공을 형성하는 것이 진공상태에서 파우치를 제조하거나 저장하는 것만틈 효과적임을 보여 준다.After forming a vacuum, the vacuum channel can be sealed (eg, by heat), and the vacuum can be released at
본 발명에 따른 일부 실시 예는 집합체(array)로 배열된 복수의 웰, 복수의 웰과 유체 연통하며 일체형으로(integrally) 형성된(예를 들어, 주형 내에 형성된) 채널 시스템, 및 상기 채널 시스템과 유체 연통하며 일체형으로 형성된(예를 들어, 주형 내에 형성된) 진공 포트를 포함 할 수 있다.Some embodiments in accordance with the present invention include a plurality of wells arranged in an array, a channel system in fluid communication with the plurality of wells and integrally formed (e.g., formed in a mold), and a channel system with the channel system. It communicates and may include a vacuum port integrally formed (eg, formed in a mold).
상기 채널 시스템은 또한 진공 포트로 부터 분리되고, 일체형으로 형성된 유체개구부를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서,개방성 밀봉부(예를 들어, 연성의 밀봉부, 박리성 밀봉부 또는 당업계에 공지된 다른 밀봉부)를 갖는 유체 저장소 또는 소스가 어레이 어셈블리와 인접하도록 배치될 수 있다. The channel system may also include a fluid opening separate from the vacuum port and integrally formed. In some embodiments, a fluid reservoir or source having an open seal (eg, a flexible seal, a peelable seal, or other seal known in the art) may be positioned adjacent the array assembly.
일부 실시 예에서, 진공은 진공 포트에서 진공을 형성함으로써 어레이 어셈블리에 적용될 수 있고; 유체 소스 및 어레이 어셈블리 사이의개방성 밀봉부는 전형적으로 어레이 어셈블리를 배기시키는 동안 폐쇄된 상태로 유지될 수 있다. 어레이 어셈블리로 부터 상기 유체 소스를 분리하는 밀봉부를개방함으로써, 유체 샘플은 채널 시스템을 통과하는 진공을 통해 복수의 웰로 유입될 수 있다. In some embodiments, a vacuum may be applied to the array assembly by creating a vacuum at the vacuum port; The open seal between the fluid source and the array assembly can typically remain closed while evacuating the array assembly. By opening the seal separating the fluid source from the array assembly, the fluid sample can be introduced into the plurality of wells through a vacuum passing through the channel system.
도 8a는 본 발명의 실시 예에 따른 예시적인 어레이 이셈블리(8000)로, 이는 본 발명의 다른 실시 예에서 설명된 파우치 또는 카드의 일부로서 사용될 수 있다. 또는 다른 이러한 실시 예에서 논의 된 임의의 파우치 또는 카드의 일부로서 사용될 수 있는 본 발명의 실시 예에 따른 예시적인 어레이 어셈블리(8000)를 도시한다. 8A is an
도 8a에 도시된 바와 같이, 어레이 어셈블리(8000)는 어레이(8001)로 배열된 복수의 웰(8004)을 갖는 카드 또는 카드층(8002)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 8A, the
실시 예로서, 예를 들어, 도 8c 및 도 8d의 도면에서, 카드(8002)는 둘 이상의 필름층 사이에 밀봉된 반응 용기에 배치될 수 있다. 실시 예에 따른 카드(8002)는 제 1(하부) 표면(8016), 상기 제 1 표면(8016)에 대향하는 제 2(상부)표면(8018) 및 이들 사이를 연장하는 주위 외각부(8020)를 포함한다. As an example, for example, in the drawings of FIGS. 8C and 8D, the
카드(8002)는 두께, 길이, 폭 등을 포함하는 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 카드(8002)의 크기는 약 0.2 내지 0.3의 두께를 가질 수 있고, 상기 웰은 상기 카드 두께 및 상기 웰 직경이 0.20 내지 0.5 μl, 예를 들어, 0.3μl이 되도록 설정될 수 있다. 도 8a에 도시 된 바와 같이, 실시 예에 따른 카드(8002)는 선택적으로 둥근 모서리를 갖는 직사각형 형상일 수 있다.
그러나, 다른 실시 예에서, 카드(8002)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 웰(8004)은 도 8a에 도시 된 바와 같이 여러줄로 배열될 수 있고, 도 1 및 도 2에서와 같이 원형 또는 육각형 형태로 배열될 수 있고 또는 다른 구성으로 배열될 수 도 있다. 본 발명에서 "어레이(array)"이라는 용어는 웰의 이러한 배열을 포함할 수 있다. However, in other embodiments, the
웰(8004)은 카드(8002)를 통해(예를 들어, 제 1 표면(8016)에서 제 2 표면(8018)으로) 연장되는 홀 또는 구멍을 포함하거나, 형성되거나, 정의될 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 상기 홀 또는 개구부는 카드(8002)를 통해 부분적으로만 연장 될 수 있다. Well 8004 may include, form, or be defined a hole or hole extending through card 8002 (eg, from
따라서 일부 실시 예에서, 웰(8004)은 카드(8002) 또는 상기 카드의 제 2 표면(8018)의 오목부 또는 안입부(indentation)를 포함하거나, 형성되거나, 홈에 의해 형성 될 수 있다. 웰(8004)를 형성하는 오목부(recess) 또는 안입부(indentation)는 카드(8002)의 두께(또는 제 1 표면(8016)과 제 2 표면(8018) 사이) 내에서(또는 그 이하인) 임의의 적절한 깊이를 가질 수 있다. Accordingly, in some embodiments, the well 8004 may include, be formed, or may be formed by a recess or an indentation of the
도 8a에 도시된 바와 같이, 웰(8004)은 원형 또는 원통형 구조를 가질 수 있다. 하지만, 대안적인 실시 예에서, 웰(8004)은 다른 형상 또는 구조를 가질 수 있으며, 이들 중 일부는 도12A 내지 도12D 에 도시되어 있다.As shown in FIG. 8A, the well 8004 may have a circular or cylindrical structure. However, in alternative embodiments, the well 8004 may have other shapes or structures, some of which are shown in FIGS. 12A-12D.
전술한 바와 같이, 어레이(8001)는 임의의 적절한 구조를 가질 수 있다. 도 8a에 도시된 실시 예에서와 같이, 어레이(8001)는 복수의 열(8022)로 배치된 복수의 웰(8004)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웰(8004a, 8004b 및 8004c)은 웰(8004)의 제 1 행(8082a)에 있다. 웰(8004)의 제 2 행(8022b)은 웰(8004)의 제 1 행(8022a)에 인접한다. 웰(8004)의 제 3 행(8022c)은 제 2 행(8022b)의 제 1 행과 인접하는 면과 반대되는 면에 인접한다. 웰(8004)의 추가적인 행(8022)은 제 1 행(8022a), 제 2 행(8022b) 및/또는 제 3 행(8022c)에 인접하거나, 정렬(병렬)되거나, 및/또는 상기 제 1 내지 제 3행 사이 또는 반대면에 배치될 수 있다. 따라서, 웰(8004)의 예시적인 행(8202)은 그리드 또는 그리드형 구조로 배열될 수 있다(예를 들어, 웰(8004)의 각 행(8022)이 웰(80040)의 다른 행(8022)에 정렬되거나 또는 거의 정렬된 형태로 배열될 수 있다).As noted above, the
도 8a에 도시 된 바와 같이, 웰(8004)의 어레이(8001)는 10개의 웰(8004)의 10개의 행(8202)을 포함할 수 있다. 하지만, 대안적인 실시 예에서, 어레이(8001)는 적절한 임의의 행(8022)을 가질 수 있고, 예를 들어, 100을 초과하는 행, 1 내지100 행, 2 내지80 행, 3 내지75 행, 4 내지60 행, 5 내지50 행, 6 내지40 행, 7내지20 행, 8 내지 12 행 또는 임의의 적절한 수의 행 또는 상기 범위 사이의 수 범위의 행을 가질 수 있다. 일부 실시 예에서, 어레이(8001)는 적어도 1개의 행, 2개의 행, 3개의 행, 4개의 행, 5개의 행, 6개의 행, 8개의 행, 10개의 행, 12개의 행, 16개의 행, 24개의 행, 32개의 행, 48개의 행, 64개의 행 또는 96개의 행을 가질 수 있다. As shown in FIG. 8A, the
일부 실시 예에서, 행 또는 복수의 행(8022)은 임의의 적합한 수의 웰(8004)을 가질 수 있다. 예를 들어, 100개를 초과의 웰, 1 내지 100 웰, 2 내지 80 웰, 3 내지 75 웰, 4 내지 60웰, 5 내지 50 웰, 6 내지 40 웰, 7 내지 20 웰, 8 내지 12 웰, 또는 임의의 적절한 수의 웰 또는 상기 범위 사이의 수 범위의 웰을 가질 수 있다. 일부 실시 예에서, 행 또는 복수의 행(8022)은 적어도 1개의 웰, 2개의 웰, 3개 웰, 4개의 웰, 5개 웰, 6개의 웰, 8개의 웰, 10개의 웰, 12개의 웰, 16개의 웰, 24개의 웰, 32개의 웰, 48개의 웰, 64개의 웰 또는 96개의 웰을 가질 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 어레이(8001)는 복수의 웰(8004)의 적어도 하나의 행(8042)을 가질 수 있고, 적어도 하나의 웰(8004)의 복수의 행(8042) 또는 복수의 웰(8004)의 복수의 행(8082)을 가질 수 있다.In some embodiments, the row or plurality of
어레이 어셈블리(8000)는 복수의 웰(8002), 카드(8002)의 제 1 면(8012)에 유체 진입 개구부(8010), 및 카드(8002)의 제 2 면(8014)에 진공포트(8008)와 유체 연통되는 채널 시스템(8006)을 추가로 포함할 수 있다. The
따라서, 전술한 바와 같이, 유체 개구부(8010)는 진공 포트(8008)로 부터 분리될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 진공 포트(8008)는 유체 개구부(8010)로 부터 웰(8004)의 반대면에 배치될 수 있다. 하지만, 상기 배향은 예시일 뿐이며, 다른 구조가 가능할 수 있다. 도 8c 내지 도 8d에 도시된 바와 같이, 어레이 어셈블리(8000)는 파우치 또는 과학 카드내에 포함될 수 있고, 상기 유체 개구부(8010)는 다른 반응 구역과 유체 연통될 수 있다.Thus, as described above, the
도 8a에 도시 된 바와 같이, 진공 포트(8008)는 카드(8002)에 배치된 홀(8008a)을 포함할 수 있다. 상기 홀(8008a)은 카드(8002)를 통해 제 1 표면(8016)에서 제 2 표면(8018)으로 연장될 수 있다. 상기 웰(8004)과 유사하게, 대안적인 실시 예에서, 상기 홀(8008a)은 상기 카드(8002)를 통해 부분적으로만 연장될 수 있다. As shown in FIG. 8A, the
따라서, 일부 실시 예에서, 상기 홀(8008a)은 카드(8002) 또는 상기 카드의 제 2 표면의 오목부 또는 안입부를 포함하거나, 상기 오목부 또는 안입부에 의해 형성거나 정의될 수 있다. 상기 홀(8008a)을 형성하는 오목부 또는 안입부는 카드(8002)의 두께(또는 제 1 표면(8016) 및 제 2 표면(8018) 사이) 내(또는 그 이하)에서 임의의 적절한 깊이를 가질 수 있다. 도 8a에 도시 된 바와 같이, 홀(8008a)은 원형 또는 원통형 구조를 가질 수 있다. 하지만 홀(8008a)은 대안적으로 다른 형상 또는 구조를 가질 수 있다. 대안적인 실시 예에서, 진공 포트(8008)는 채널 시스템(8006)의 단부 또는 다른 부분을 포함할 수 있다.Accordingly, in some embodiments, the
도 8a에 도시 된 바와 같이, 채널 시스템(8006)은 유체 진입 채널(8034)과 유체 연통하는 매니 폴드 채널 어셈블리(8024)를 포함할 수 있다. 매니 폴드 채널 어셈블리(8024)는 유체 진입 채널(8034)에 유체 연통된 제 1 메인 채널(8026), 진공 포트(8008)에 유체 연통된 제 2 메인 채널(8028), 및 제 1 메인 채널(8026)과 제 2 메인 채널(8028) 사이를 연장하는 복수의 분기 채널(8030)을 포함할 수 있다. 각각의 분기 채널(8030)은 웰(8004)의 하나 이상의 열(8022)과 나란하도록 연장될 수 있다.8A, the
실시 예로, 제 1 분기 채널(8030a)은 제 1 열(8022a)을 따라 연장되고, 제 2 분기 채널(8030b)은 제 2 열(8022b)을 따라 연장되고, 제 3 분기 채널(8030c)은 제 3 열(8022c)을 따라 연장되는 방식으로 연장될 수 있다. 복수의 연결 채널(8032)은 각각의 분기 채널(8030)로 부터 각각의 열(8022)의 각각의 웰(8004)까지 연장된다.In an embodiment, the
예시 적으로, 각각의 연결 채널(8032)은 특정 열(8022)의 하나의 웰(8004)로 부터 상기 특정 열(8022)을 따라 연장하는 분기 채널(8030)까지 연장될 수 있다. 예시적으로, 특정 열(8022)의 각 웰(8004)은 각각의 연결 채널(8032)에 의해 특정 열(8222)을 따라 연장하는 분기 채널(8030)과 유체 연통될 수 있다. For example, each
도 8b에 도시 된 바와 같이, 연결 채널(8032) 및 분기 채널(8030a)(및 실제로 모든 채널 시스템(8006))은 카드(8002) 또는 상기 카드의 제 2 표면(8018)의 오목부 또는 안입부를 포함할 수 있고, 오목부 또는 안입부에 의해 형성되거나 정의될 수 있다. As shown in Fig. 8B, the
채널 시스템(8006) 또는 상기 채널 시스템의 하나 이상의 구성 요소를 형성하는 오목부 또는 안입부는 카드(8002)의 두께(또는 제 1 표면(8016)과 제 2 표면(8018) 사이) 내(또는 그 이하)로 임의의 적절한 깊이를 가질 수 있다.
도 8a에 도시 된 바와 같이, 채널 시스템(8006)은 사각형 구조를 가질 수 있다. 하지만, 대안적인 실시 예에서, 채널 시스템(8006)은 다른 형상 또는 구조를 가질 수 있다. 일부 실시 예에서, 채널 시스템(8006)의 특정 구성 요소는 채널 시스템(8006)의 다른 구성 요소보다 크거나 작은 깊이를 가질 수 있다. 하지만, 도 8a에 도시 된 바와 같이, 채널 시스템(8006)의 모든 구성 요소는 동일한 깊이를 가지며 웰(8004)은 보다 큰 깊이를 가질 수 있다.As shown in FIG. 8A, the
도 12a 내지 12d를 참조하면, 어레이 내의 웰에 대한 다양한 웰 충진 경로의 예가 도시되어있다. 도 8a 내지 도 8c는 웰 충진 경로로서 웰(8004), 어레이 유체 채널(8030) 및 직선형 웰 충진 채널(8032)을 포함하는 "컨벌류티드(convoluted)" 어레이 웰 충진 경로의 일 예를 도시하였다. 12A-12D, examples of various well fill paths for wells in an array are shown. 8A to 8C illustrate an example of a "convoluted" array well fill path including a well 8004, an
도 12a 내지도 12d는 웰 충진 채널(8202)보다 간접적인 웰 충진 경로의 예를 도시한다. 도 12a 내지 도 12d 각각은 웰(1200a-1200d) 및 어레이 유체 채널(1230a-1230d)을 포함한다. 12A to 12D illustrate examples of a well filling path that is more indirect than the well filling channel 8202. Each of FIGS. 12A-12D includes
도 12a는 웰(1204a)로 이어지는 나선형 채널(1232a)의 실시 예를 도시한다. 도 12b는 웰(1204b)로 이어지는 지그재그형 채널(1232b)을 도시한다. 도 12c는 웰(1204c)로 이어지는 나선형 부분(1208c) 및 지그재그형 부분(1210c)을 포함하는 채널(1232c)을 도시한다. 도 12d는 웰(1204d)로 이어지는 나선형 및 지그재그형 부분(1208d) 및 평행 지그재그형 부분(1210d)을 갖는 채널(1232d)을 도시한다. 파우치에 배치 될 때, 도 8a-8c 및 12a-12d에 도시된 웰 및 채널은 상부 및 하부에 적어도 하나의 층으로 밀봉될 것이다. 12A shows an embodiment of a
따라서, 상기 웰로의 유체 경로는 유체 채널 및 웰 채널을 통하는 것뿐일 수 있다. 일부 경로는 다른 경로보다 " 컨벌류티드(convoluted)"되어 있지만, 유체 채널 및 웰 채널의 조합은 일반적으로 웰 각각을 분리하고 웰이 충진됨에 따른 웰 사이의 혼합(즉, 교차 작용)을 최소화한다. 전술 한 예는 컨벌류티드(convoluted) 웰 충진 경로에 대한 예일 뿐, 다른 웰 충진 경로가 사용될 수 있다. Thus, the fluid path to the well may only be through a fluid channel and a well channel. Some pathways are more "convoluted" than others, but the combination of fluid channels and well channels generally separates each of the wells and minimizes mixing (i.e., cross-action) between wells as wells are filled. . The above-described example is only an example of a convoluted well filling path, and other well filling paths may be used.
도 8a를 다시 참조하면, 실시 예에 따른 채널 시스템(8006)은 또한 유체 개구부(8010)로 부터 제 1 메인 채널(8026)로 연장되는 유체 접속 채널(8034)을 포함할 수 있다. 도8a에 도시 된 바와 같이, 유체 개구부(8010)는 주위 외각부(8020) 및/또는 카드(8002)의 제2 상부 표면(8018)에 배치될 수 있다. 유체 접속 채널(8034)은 유체를 채널 시스템(8006) 또는 상기 채널 시스템의 매니 폴드 채널 어셈블리(8024)로 유입시키거나 유입될 수 있수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서 상세히 설명된 바와 같이, 카드(8002)는 파우치 또는 두 층의 필름 사이에 밀봉 될 수 있다(예를 들어, 도 8c 및 8d 참조).Referring again to FIG. 8A, the
따라서, 일부 실시 예에서, 접속 채널(8034)은 액체 샘플을 파우치로 부터 어레이(8001) 또는 상기 어레이의 웰(8004)로 유체적으로 전달하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시 예에서, 유체 접속 채널(8034)은 유체 소스(예를 들어, 도 8c 및 도8d 참조)와 유체 연통될 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 상기 유체 소스는 접속 채널(8034)은 필름 파우치의 블리스터(예를 들어, 도 1파우치(510)의 블리스터(566) 참조)와 유체 연통된다. 선택적인 유체 채널(예를 들어, 도 1의 채널(565) 참조)은 접속 채널(8034) 및 유체 소스 사이에서 연장 될 수 있다. 또한, 당업계에 알려진 다른 적합한 유체 소스가 본 발명에서 사용될 수 있다. 따라서, 각각의 웰(8004)는 연결 채널(8032)와 유체 연통되고, 상기 연결 체널(8032)는 분기 채널(8030)와 유체 연통되고, 상기 분기 채널(8030)은 제 1 메인 채널(8026) 및 제 2 메인 채널(8028)과 유체 연통된다. 제 1 메인 채널(9026)은 유체 접속 채널(8034)와 유체 연통되고, 상기 접속 채널(8034)는 유체 개구부(8010)와 유체 연통된다.Thus, in some embodiments, the
따라서, 각각의 웰(8004)는 적어도 2개의 방향((i) 제 1 메인 채널(8026), 이의 분기 채널(8030) 및 이의 연결채널(8032)을 통해 직접적으로, 또는(ii)제 1 메인 채널(8026), 다른 행으로 부터의 연결 채널(8032), 제 2 메인 채널(8028), 이의 분기 채널(8030) 및 이의 연결 채널(8032)을 통해 간접적으로)으로 부터 유체 개구부(8010)와(채널 시스템(8006)에 의해) 유체 연통된다. 2개 이상의 메인 채널 사이로 연장되는 다수의 연결 채널을 갖는 이러한 병렬 배열은 채널 중 하나가 막히더라도 모든 웰에 진공을 형성하고 모든 웰이 충진될 수 있도록 한다. 제 2 메인 채널(8028)은 포트 채널(8036)과 유체 연통되고, 상기 포트 채널(8036)은 진공 포트(8008)과 유체 연통된다. 따라서, 각각의 웰(8004)은(채널 시스템(8006)에 의해) 진공 포트(8008)와 유체 연통된다. 상기 구조는 실시 예일 뿐이며, 많은 대안적인 배열이 사용될 수 있다.Thus, each well 8004 is in at least two directions ((i) directly through the first
카드(8002)는 또한 하나 이상의 선택적인 정렬 지표(8038)를 가질 수 있다. 도 8a에 도시 된 바와 같이, 선택적인 정렬 지표(8038)는 카드층(8002)의 하나 이상의 표면으로 또는 하나 이상의 표면을 통해 연장하는 개구부 또는 홀을 포함할 수 있다. 다른 선택적인 정렬 지표(8038)는 카드 층(8002)의 하나 이상의 표면 상에 배치된 오목부(또는 안입부) 또는 마킹(예를 들어, 인쇄된 패턴 또는 이미지)을 포함할 수 있다.
일부 실시 예에서, 카드(8002)의 하나 이상의 특징 또는 구성 요소(예를 들어, 웰(8004), 채널 시스템(8006)의 일부분, 포트 홀(8008a), 정렬 지표(8038) 등)는 카드(8002) 제조 동안, 예시적으로는 카드(8002)의 주입 몰딩 동안 형성될 수 있다. 대안 적으로, 카드(8002)의 하나 이상의 특징 또는 구성 요소는 카드(8002)의 재료를 제거함으로써 형성될 수 있다.In some embodiments, one or more features or components of card 8002 (e.g., well 8004, portion of
도 8c는 어레이 어셈블리(8000a)의 예시적인 실시 예를 도시한다. 어레이 어셈블리(8000a)는 파우치(8040)에 배치된 카드(또는 카드 층)(8002)를 포함할 수 있다. 파우치(8040)는 제 1 층 및 제 2 층을 포함하거나 제 1 층 및 제 2 층으로 이루어질 수 있다. 예시적인 카드 층(8002)은 제 1 필름 층(8042)과 제 2 필름 층(8044) 사이에 배치(예를 들어, 샌드위치 배치)될 수 있다. 일부 실시 예에서, 필름 층(8042 및 8044)은 상부 및 하부 표면에 접합될 수 있다. 필름 층(8042 및 8044)은 또한 예를 들어 필름 층 사이에 유체 채널 및 블리스터를 생성하기 위해 서로 선택적으로 접합될 수 있다.8C shows an exemplary embodiment of the
따라서, 본 발명의 일부 실시 예는 복수의 웰(8004)이 내부에 형성된 카드 층(8002), 카드 층(8002)의 제 1면 또는 표면(8016)에 접합된 제 1 필름 층(8042) 및/또는 카드층(8002)의 제 2면 또는 표면(8018)에 접합된 제 2 필름층(8044)을 포함하는 어레이 어셈블리(8000a)와 연관될 수 있다. 상기 실시 예 및 다른 실시 예에서 필름층이 사용되지만, 다른 재료가 어레이 어셈블리(8000a)의 적용과 일치하여 사용될 수 있다.Accordingly, some embodiments of the present invention include a
도 8d에 도시 된 바와 같이, 파우치(8040)는 미리 형성될 수 있다(예를 들어, 일부 실시 예에서 카드(8002)를 배치하기 전에 미리 형성 될 수 있다). As shown in FIG. 8D, the
예시적으로, 제 1 필름 층(8042)(의 일부) 및 제 2 필름 층(8044)(의 일부)은 서로 접합될 수 있다. 예를 들어 열 성형(예를 들어, 레이저 용접 또는 열 용접)에 의해, 열간 롤링(예를 들어, 제조되는 동안 핫 롤러들 사이에 층들을 롤링함으로써 제 1 및 제 2 필름 층(8042 및 8044)을 부분적으로 접합함으로써) 또는 접착제(예를 들어, 감온 접착제, 감압 접착제등) 에 의해 서로 접합될 수 있다. 예를 들어, 파우치(8040)는 제 1 접합된 부분(8056a), 제 2 접합된 부분(8056b), 제 3 접합된 부분(8056c)를 포함할 수 있다. Illustratively, the first film layer 8042 (part of) and the second film layer 8044 (part of) may be bonded to each other. First and second film layers 8042 and 8044 by hot rolling (e.g., by rolling the layers between hot rollers during manufacture), for example by thermoforming (e.g. laser welding or thermal welding) May be bonded to each other by partially bonding) or by an adhesive (eg, a temperature sensitive adhesive, a pressure sensitive adhesive, etc.). For example, the
접합된 부분(8056a, 8056b 및 8056c)는 유체 저장소(또는 블리스터)(8046), 블리스터(8046)과 유체 연통되는 유체 채널(8048) 및 상기 유체 채널(8048)과 유체 연통되는 포켓(8050)을 적어도 부분적으로 접합하거나 또는 형성할 수 있다. 일부 실시 예에서, 파우치(8040)의 접합된 부분(8056a, 8056b 및 8056c), 또는 제 1 필름 층(8042) 및 제 2 필름 층(8044)은(영구적으로) 서로 접합될 수 있다(예를 들어, 열 용접 또는 감압 접착제에 의해). 하지만, 블리스터(8046), 유체 채널(8048) 및 포켓(8050)은 접합되지 않은 상태일 수 있고, 또는 개방성상태(즉, 가역적인 상태)로 접합될 수 있다. 일부 실시 예에서, 비접합된 부분은 하나 이상의 접합 라인 또는 용접 라인(8052)에 의해 정의될 수 있다.
예시 적으로, 제 2 필름층(8044)은 적층 또는 성층 형태를 형성하기 위해 제 1 필름 층(8202) 위에 놓일 수 있다. 이어서, 중첩된 필름 층 또는 적층의 하나 이상의 부분은 열 성형(예를 들어, 열 용접) 또는 접착제(예를 들어, 감온 접착제, 감압 접착제 등)에 의해 접합된 부분(8056a, 8056b 및 8056c)에서 서로 접합될 수 있다. 예를 들어, 접합된 부분(8056a, 8056b 및 8056c)의 패턴을 갖는 하나 이상의 가열된 압력판 또는 다른 선택적 접합 부재는 하나 이상의 성층 면에 열 및 힘(예를 들어, 압력)을 가함으로써 적층형 필름층(8042 및 8044)으로 부터 파우치(8040)를 형성하는데 사용될 수 있다. For example, the
예시 적으로, 파우치(510)와 관련하여 상술한 바와 같이, 필름 층(8042 및 8044)은 층 또는 상기 층의 표면이 서로 접합되도록(예를 들어, 열성형된, 또는 용-용접된) 연화 및/또는(부분적으로) 용융될 수 있는 플라스틱 또는 다른 재료로 형성 될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 필름 층(8042 및 8044)은 유사한 용융 온도(Tm), 유리 전이 온도(Tg) 등을 갖는 하나 이상의 재료를 포함하거나 이로 부터 형성 될 수 있다. 예시 적으로, 제 1 및 제 2 필름 층(8042 및 8044)은 하나 이상의 중합체(예를 들어, 플라스틱) 또는 이들의 조합 또는 혼합물을 포함하는 다른 재료를 포함하거나 이로 부터 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 필름 층(8042) 및 제 2 필름 층(8044)의 성층 또는 적층은 하나 이상의 재료(예를 들어, Tm 또는 Tg가 가장 높은 재료)의 적어도 하나의 Tm 또는 Tg로 가열될 수 있어, 상기 층 또는 상기 층의 표면은(가열되거나 용융된 성층에 힘(예를 들어, 압력)을 가함으로써) 함께 접합(예를 들어, 열-용접)될 수 있다.Illustratively, as described above with respect to
하나 이상의 대안적인 실시 예에서, 접합된 부분(8056a, 8056b 및 8056c)의 패턴을 갖는 접착층은 적층 또는 성층된 필름층(8042 및 8044)사이에 배치될 수 있다. 예시 적으로, 접착층은 감압 접착제(PSA)이거나 이를 포함 할 수 있다.In one or more alternative embodiments, an adhesive layer having a pattern of bonded
접합된 부분(8056a, 8056b 및 8056c)의 패턴을 갖는 하나 이상의 압력판 또는 다른 선택적 접합 부재는 성층의 하나 이상의 면에 힘(예를 들어, 압력)을 가함으로써 적층 필름층(8042 및 8044)으로 부터 파우치(8040)를 형성하는데 사용될 수 있다. 대안적으로, 파우치(8040)를 형성하기 위해 당업계에 공지된 감온 접착제 또는 다른 접착제가 사용될 수 있다.One or more pressure plates or other optional bonding members having a pattern of bonded
도 8d에 추가로 도시된 바와 같이, 포켓(8050)은 비접합된 개방 단부 또는 개구부(8054)(예를 들어, 접합된 부분(8056b 및 8056c) 각각의 접합 라인(8052) 사이) 및 하나 이상의 선택적 정렬 지표(8038a)를 가질 수 있다. As further shown in FIG. 8D, the
선택적인 정렬 지표(8038a)는 하나 이상의 필름 층(8202 및 8044)을 통과하는 개구부 또는 홀을 포함 할 수 있다 대안 적으로, 선택적인 정렬 지표(8038a)는 하나 이상의 필름 층(8042 및 8044)상에 배치된 마킹(예를 들어, 인쇄된 패턴 또는 이미지)을 포함 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 파우치(8040) 또는 상기 파우치의 하나 이상의 필름 층(8042 및 8044)은 관통부(piercing)(8008b)을 포함할 수 있다.
도 8c 및 도 8d를 참조하면, 카드층(8002)은 개구부(8054)를 통해 파우치(8050) 내로 삽입될 수 있다. 카드 층(8002)의 선택적 정렬 지표(8038)는 제 1 필름 층(8042) 및/또는 제 2 필름 층(8044)의 선택적 지표(8038a)와 정렬될 수 있다. 와 함께 될 수 있고, 이를 통해 포켓(8050) 내의 카드층(8002)의 적절한 정렬 및/또는 위치를 나타낼 수 있다.8C and 8D, the
필름 층(8042 및 8044)은 예를 들어, 열 성형 또는 열 용접에 의해, 삽입된 카드층(8002)에 접합 될 수 있다. 예시적으로, 하나 이상의 가열된 압력판 또는 다른 접합 부재는 필름층(8042 및 8044)을 카드층(8002)에 접합시킬 수 있다. 가열된 압력판은 실질적으로 평탄하거나 및/또는 균일한 접합 표면을 가질 수 있다. 대안적으로, 가열된 압력판은 카드층(8002)의 패턴 또는 상기 카드층의 구성 요소를 갖는 접합 표면을 가질 수 있다.The film layers 8042 and 8044 may be bonded to the inserted
또한, 카드층(8002)의 패턴을 갖는 하나 이상의 접착층 또는 이의 구성 요소(도 8a 참조)는 하나 이상의 표면(8016 및 8018) 또는 필름층(8042 및 8044)의 대응표면 상에 배치되거나 대안적으로 배치될 수 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 카드층(5094)은 제 1 접착층(5096)에 의해 하부 필름 층(5098)에 접합될 수 있고, 제 2 접착층(5092)에 의해 상부 필름층(5090)에 접합될 수 있다.In addition, one or more adhesive layers or components thereof (see FIG. 8A) having a pattern of the
유사하게, 도 8c를 참조하면, 카드층(8002)의 제 1(하부)표면(8016)은 제 1 접착층(미도시)에 의해 제 1 필름층(8042)에 접합 될 수 있다. 이와 같이, 카드층(8002)의 제 2(상부)표면(8018)은 제 2 접착층(미도시)에 의해 제 2 필름층(8044)에 접합될 수 있다. 제 1 및/또는 제 2 접착층은 감압 접착제, 감온 접착제 또는 당업계에 공지되거나 또는 본 발명에 기재된 다른 접착제 중 하나이상이거나 이를 포함할 수 있다.Similarly, referring to FIG. 8C, the first (lower)
제 4 접합된 부분(8056d)은 전술한 것과 유사한 방식으로 형성될 수 있으며, 이를 통해 폐쇄 단부(8054a)에 표시된 폐쇄 구조의 개구부(8054)를 밀봉할 수 있다. 따라서, 카드 층(8002)은 파우치(8040) 또는 상기 파우치의 필름층(8042 및 8044)에 접합될 수 있고, 포켓(8050)내에 밀봉될 수 있다. The fourth joined
일부 실시 예에서, 비접합된 포켓 부분(8050a)은 카드층(8002)의 하나 이상의 면에 배치될 수 있다. 도 8c에 도시 된 바와 같이, 예를 들어, 비접합된 포켓부분(8050a)은 밀봉된 파우치(8040) 내부의 카드층(8002)을 둘러쌀 수 있다. 비접합된 포켓부분(8050a)은 접합된 부분(8056a, 8056b, 8056c 및 8056d)의 접합 라인(예를 들어, 용접 라인)(8052)에 의해 정의될 수 있다. 유사하게, 유체 채널(8048) 및 저장소(또는 블리스 터)(8046)는 접합된 부분(8056a)의 접합 라인(8052)에 의해 정의될 수 있다.In some embodiments, the
대안적인 실시 예에서, 어레이 어셈블리(8000a)는 비접합된 시트(8202 및8044)사이에 배치된 카드층(8002)으로 형성될 수 있다. 예시적으로, 제 1 필름층(8042) 및 제 2 필름층(8044) 사이에 배치된 카드층(8002)의 성층 또는 적층은 전술 한 바와 같이 및/또는 파우치(8040)의 패턴 또는 상기 파우치의 접합라인(8052)으로 접합될 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 필름 층(8042 및 8044), 및 카드 층(8002)은 유사한 용융 온도(Tm), 유리 전이 온도(Tg) 등을 갖는 하나 이상의(각각의) 재료를 포함하거나 상기 재료로 이루어질 수 있다. In an alternative embodiment, the
예시적으로, 제 1 및 제 2 필름 층(8042 및 8044), 및 카드 층(8002)은 하나 이상의 중합체(예를 들어, 플라스틱) 또는 이들의 조합 또는 혼합물을 포함하는 다른 재료를 포함하거나 상기 재료로 이루어질 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 제 1 및 제2 필름층(8042 및 8044), 및 카드층(8002)는 폴리 프로필렌 또는 이의 혼합물을 포함하거나 이들로 이루어질 수 있다. 그러나, 상기 층은 또한 당업계에 공지된 다른 재료로 형성될 수 있다.Illustratively, the first and second film layers 8042 and 8044, and the
제 1 필름 층(8042) 및 제 2 필름 층(8044) 사이에 배치된 카드 층(8002)의 성층 또는 적층은 하나 이상의 재료(예를 들어, 가장 높은 Tm 또는 Tg를 갖는 재료)의 적어도 Tm 또는 Tg 로 가열 될 수 있다. 힘(예를 들어, 압력)이 또한, 성층에 가해질 수 있고, 이를 통해 상기 층 또는 상기 층의 표면이 서로 접합(예를 들어, 열 용접)될 수 있다. The lamination or lamination of the
대안적으로, 전술 한 바와 같이, 하나 이상의 접착층(예컨대, 카드층(8002)의 패턴 및/또는 파우치(8040)의 접합라인(8052)을 갖는 접착층)은 카드층(8002) 및 하나 이상의 제 1 필름 층(8042) 및 제 2 필름 사이에 배치될 수 있다. 이를 통해, 상기 카드 층(8002)은 접착층에 의해 제 1 필름층(8042) 및/또는 제 2 필름층(8044)에 접합될 수 있다. Alternatively, as described above, one or more adhesive layers (e.g., an adhesive layer having a pattern of the
도 8c에 추가로 도시 된 바와 같이, 유체 또는 액체(샘플)(8062)는 유체 저장소(또는 블리스터)(8046)에 배치될 수 있다. As further shown in FIG. 8C, a fluid or liquid (sample) 8062 may be placed in a fluid reservoir (or blister) 8046.
도시된 실시 예에서, 포켓(8050)으로 카드층(8002)을 삽입하기 전, 유체(8062)가 블리스터(8046)로 먼저 배치(예컨대, 주입) 될 수 있다. 다른 실시 예에서 대응하는 도면(예를 들어, 도 1 및 도 3 참조)에 도시 된 바와 같이, 하나 이상의 추가 유체 채널이 유체 저장소(또는 블리스터)와 연결되거나 및/또는 유체 연통될 수 있다. 따라서, 하나 이상의 추가 유체 채널(8048)은 블리스터(8046)로 부터 연장 될 수 있고, 이를 통해 유체(8062)가 파우치(8040)의 형성 이후 블리스터(8046)로 도입될 수 있다. In the illustrated embodiment, before inserting the
유체 채널(8048)의 영역(8060)에서와 같이. 개방성 밀봉부는 또한 파우치(8040)에 형성될 수 있다. 전술 한 바와 같이, 개방성 밀봉부는 연성 밀봉부, 또는 열성형 또는 접착제를 통한 접합보다 필름층(8042 및8044) 사이의 정전기, 접촉, 또는 다른 인력에 의해 형성된 개방성 밀봉부(예를 들어, 박리성 밀봉부)이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 상기 개방성 밀봉부는 블리스터(8046)내에 유체를 유지하도록 구성될 수 있다.(이를 통해 예를 들어, 유체(8062)가 의도치않게 및/또는 조기에 포켓(8050) 내에 흐르지 않을 수 있다)As in
어레이 어셈블리(8000a) 또는 이의 파우치(8040)는 적어도 하나의 개구부 또는 관통부(8008b)를 포함 할 수 있다. 예시적으로, 관통부(8008b)는 파우치(8040) 또는 이의 필름층(8042 및 8044)의 제조 동안, 하나 이상의 필름층(8062 및 8044)에 형성될 수 있다. 대안적으로, 예시적인 분석 방법을 수행하는 동안, 관통부(8008b)는(어레이 어셈블리(8000a) 내에) 형성될 수 있다. 예를 들어, 관통부(8008b)는 진공 포트(8008)에서 공급된 진공이 인가되기 전 분석 장치(미도시)의 관통 요소에 의해 형성될 수 있다. 예시적으로, 관통부(8008b)는 카드층(8002)의 홀(8008a)과 상당히 정렬될 수 있다. 일부 실시 예에서, 관통부(8008b) 및 홀(8008a)은 진공 포트(8008)를 형성할 수 있다. 즉, 상기 진공 포트(8008)는 일부 실시 예에서 관통부(8008b) 및 홀(8008a)을 포함 할 수 있다.The
도 8a 및 도 8b에 도시 된 바와 같이, 밀봉 채널 시스템(8006)에 의해(예를 들어, 인접한 유체 채널(8048)의 영역(8060)과 같은 유체 개구부(8010)에서 또는 그 근처에서, 예시적으로는 유체 채널은 유체 채널(8048)을 형성하는 필름층(8042 및 8044) 사이의 가압 밀봉부 또는 개방성 밀봉부(예를 들어, 연성 밀봉부 또는 박리성 밀봉부)를 갖는), 어레이 어셈블리(8000, 8000a)는 진공 장치(예를 들어, 피스톤 펌프(미도시))에 의해 진공 포트(8008)에 진공을 가함으로써 배기 될 수 있다.8A and 8B, by means of a sealing channel system 8006 (e.g., at or near a
영역(8060)에서의 밀봉은 인가된 진공이 포트 채널(8036), 제 2 메인 채널(8028), 각각의 분기 채널(8030), 제 1 메인 채널(8026), 유체 접속 채널(8034), 각각의 연결 채널(8032), 및 어레이(8001)의 각각의 웰(8004)을 배기하도록 할 수 있다. 본 실시 예에서, 채널 시스템(8006)은 진공 채널을 포함하거나 진공 채널로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 진공은 어레이 어셈블리(8000,8000a)(예를 들어, 유체 샘플(8062))를 충진하기 전에 채널 시스템으로 인가되기 때문에, 상기 유체 샘플(또는 2단계 PCR 시스템의 제 1 단계 증폭)은 진공 장치로 도입되지 않는다. 이로 인해 진공 장치와 연결됨으로써 발생되는 오염을 최소화하거나 방지할 수 있다.The sealing in
어레이 어셈블리(8000)가 배기되고 가해진 진공이 유지된 상태에서(예를 들어, 포트 채널(8036)의 영역(8064)에서 진공 포트(8008)를 밀봉함으로써, 예를 들어 압력 및/또는 열 밀봉에 의해), 영역(6060)의 밀봉부가 개방될 수 있다. 유체를 어레이 어셈블리(8000) 내부로(즉, 유체 개구부(8010)를 통해, 제 1 메인 채널(8026)을 통해, 분기 채널(8030)을 통해, 연결 채널(8032)을 통해, 어레이(8001) 및 웰(8004) 내부로) 유입할 수 있다. 영역(8064)에서 포트 채널(8036)을 밀봉함으로써, 유체는 또한 제 2 메인 채널(8028) 및 포트 채널(8036)의 일부분(에서 밀봉부 까지)으로 유입된다. 본 실시 예에서, 채널 시스템(8006)은 어레이 충진 채널을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다. 따라서, 채널 시스템(8006)은 진공 채널(또는 채널 어셈블리) 및 어레이 충전 채널(또는 채널 어셈블리)을 포함하거나 이들로 구성될 수 있다.With the
도시된 실시 예에서, 각각의 웰(8004)은 연결 채널(8202) 사이에 분기 채널(8030)을 밀봉함으로써 다른 모든 웰(8004)로 부터 분리될 수 있다. 적어도 하나의 실시 예에서, 복수의 밀봉부는 하나 이상의 연결 채널(8032) 사이의 하나 이상의(예를 들어, 모두) 분기 채널(8030)을 가로 질러 연장될 수 있다. 특정 행(8022)의 웰(8004) 각각은 특정 연결 채널(8032)을 통해 인접한 분기 채널(8030)과 연결되기 때문에, 연결 채널들(8032) 사이의 분기 채널(8030)을 가로질러(예컨대, 분기 채널(8030)의 길이 및 웰(8004)의 행(8222)에 수직하게) 밀봉될 수 있고, 이는 웰(8004) 사이의 교차 작용을 상당히 줄이거나 제거할 수 있다. In the illustrated embodiment, each well 8004 may be separated from all
진공 채널 및 어레이 충전 채널로서(매니 폴드형) 채널 시스템(8006)을 사용함으로써, 카드(8002)는 상대적으로 작게 유지될 수 있다. 그러나, 일부 실시 예에서, 어레이 어셈블리(8000)는 진공 채널 및 별개의 어레이 충전 채널을 포함 할 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시 예에서, 어레이 어셈블리(8000)는 제 1 메인 채널(8026) 및 제 2 메인 채널(8028)과 유체 연통되지 않는 이중 매니 폴드 구성을 포함 할 수 있다. 대신에, 제 1 분기된(충진) 채널 세트(8030)는 제 1 메인 채널(8026)로 부터 연장될 수 있고, 제 2 분기된(진공) 채널 세트(8030)는 제 2 메인 채널(8028)로 부터 연장될 수 있다. By using the
각각의 연결 채널(8032)은 각각의 분기 채널(8030)에서 각각의 웰(8004)로 연장될 수 있다. 제 1 연결 채널(8032)는 웰(8004)의 제 1 면상의 분기된 진공 채널(8030)과 인접한 특정 웰(8004)와 유체적으로 연결될 수 있고, 제 2 연결 채널(8032)는 웰(8004)의 제 2 면상의 분기된 충진 채널(8030)과 인접한 특정 웰(8004)와 유체적으로 연결될 수 있다.Each
전술 한 바와 같이, 진공 포트(8008)는 유체 개구부(8010)로 부터 웰(8004)의 반대면에 배치될 필요가 없다. 예를 들어, 진공 포트(8008)는 유체 개구부(8010)와 동일하거나 인접한 웰(8004)의 면에 배치 될수 있다. 예시적으로, 진공 포트(8008) 및 유체 개구부(8010)는 웰(8004)의 동일하거나 인접한 면의 반대면 단부에 배치될 수 있다. As mentioned above, the
진공 포트(8008)는 유체 개구부(8010)에 인접하여 배치될 수도 있다. 예를 들어, 대안적인 실시 예에서, 채널 시스템(8006) 또는 이의 매니 폴드 채널 어셈블리(8024)는 단지 하나의 메인 채널(8026)을 가질 수 있다. 예시적으로, 포트 채널(8036)은 메인 채널로 부터 연장될 수 있고, 이를 통해 진공 포트(8008) 또는 이의 홀(8008a)은 메인 채널(8026)과 유체 연통될 수 있다. 이러한 구조에서, 접속 채널(8034)와 유체 연통되는 유체 채널은 개봉 가능하게 밀봉될 수 있고, 진공은 여전히 진공 포트(8008)을 통해 적용될 수 있다.The
도 9a 및 9b는 배리어 층을 사용하는 제 2 단계(9558)의 예시적인 실시 예를 도시한다. 파우치(9510)의 제 1 층(9518) 및 제 2 층(9519) 사이에 샌드위치된 구조는 웰(9582)을 갖는 고밀도 어레이(9581)를 형성한다.9A and 9B show an exemplary embodiment of a second step 9558 using a barrier layer. The structure sandwiched between the
도 9b에 가장 잘 도시 된 바와 같이, 관통부(9586)를 갖는 관통부층(9585)은 어레이(9581)의 충진시 웰(9582) 사이의 교차 작용을 최소화하기 위한 물리적 장벽으로서 고밀도 어레이(9581)의 일면에 제공된다. 또한, 제 2 층(9587)은 웰(9582)의 하부를 형성하기 위해 고밀도 어레이(9581)의 반대면에 제공된다. 도시된 실시 예에서, 제 2 단계 어레이(9580)는 제 1층(9581)에 접합된 관통부층(9585)을 갖도록 제조된다.As best shown in FIG. 9B, the through-
층(9518)에서, 특징요소(feature)는 예를 들어, 선택된 영역을 접합하고 필름층(9518) 내부로 특징 요소를 임프레싱(impressing)함으로써 형성된다. 이는 유체 흐름 채널(9053) 및 공존하는 진공 채널(9050)을 형성하여 진공조건에서 어레이를 제조하고 저장하는 대안으로서 실시간(in situ)(즉, 사용 시점)에서 어레이에 진공을 형성하도록 한다. In
예시적으로, 층(9518)은 층(9518)을 층(9585)에 접합함으로써(예를 들어, 레이저 용접) 형성된 유체 충진 채널(9053)을 포함할 수 있다. 레이저 용접 라인(9042)에 의해 정의되는 유체 충전 채널(9053)은 상기 층(9585)내에 관통 홀(9586) 각각과 유체 연통하도록 형성된다. 진공 통로(9050)는 유체 충진 채널(9053)과 동시에 형성되고, 또한, 층(9585)의 관통 홀(9586)과 유체 연통될 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 통로(9050)는 필름으로 채널을 임프레스하기 위해 열선 등으로 필름층(9581)의 필름 형상을 형성함으로써, 열 성형될 수 있다. Illustratively,
필름층(9518)의 필름을 열선 등으로 성형하여 채널에 필름을 주입함으로써 열이 형성 될 수 있다. 예시 적으로, 관통부층(9585) 및 제 1 층(9518)은 9026의 외각 주위에서 서로 접합(예를 들어, 용접)된다. 관통부층(9585)은 예를 들어 접착층 및/또는 열 밀봉에 의해 고밀도 어레이층(9581)에 접합되고, 제 1 층(9518)은 충진 채널(9053)을 정의하기 위한 관통부층 홀(9586)의 열과 평행한 복수의 용접 라인(9052)의 관통부층(9585)에 접합(예를 들어, 레이저 용접)된다. 유체 충진 채널(9053), 관통부층(9585) 및 개구부(9586), 및 어레이 웰(9582)은 유체 채널 개구부(9565)를 통해 상향 유체 웰과 유체 연통될 수 있다.Heat may be formed by forming the film of the
도 9c는 어레이(9580)의 층의 C-C 선을 따르는 단면도를 도시한다. 도 9A는 분해도로 도시되어 있지만, 도 9c는 파우치 필름과 어레이층, 진공 통로(9050) 및 유체 흐름 채널(9053)의 관계를 도시한다. 제 2 단계 증폭 영역(9558)의 "적층"은 제 1 파우치 필름층(9518)(즉, 파우치의 제 1 외부층), 관통부층(9585), 어레이(9581) 제 2 층(9587)(즉, 어레이 배킹(backing) 층) 및 제 2 파우치 필름층(9519)(즉, 제 2 외부 파우치 필름층)을 포함한다. 9C shows a cross-sectional view along line C-C of the layers of
도 9c의 단면은 하나의 관통부(9586) 및 하나의 웰(9582) 및 이들이 진공 통로(9050), 유체 흐름 채널(9053) 및 용접부(9022 및 9026)와 어떻게 관계하는지를 도시한다. 하나의 관통부(9586) 및 하나의 웰(9582)가 용이성과 명확성을 위해 도시되며, 도 9a 및 9c에 도시 된 바와 같이, 진공 통로(9050) 및 유체 흐름 채널(9053)은 제 2 단계 증폭 영역(9580)의 모든 관통부(9586) 및 웰(9582)와 유체적으로 연결된다.The cross section of FIG. 9C shows one through 9586 and one well 9582 and how they relate to vacuum
도시 된 실시 예에서, 유체 흐름 채널(9053)은 유체 흐름 채널(9053)을 정의하는 용접부(9052 및 9026)에서 서로 접합(예를 들어, 레이저 용접)되는 제 1 층(9518)과 관통부층(9585) 사이의 개방 공간으로서 형성된다. In the illustrated embodiment, the
예시적으로, 진공 통로(9050)는 층(9518)의 보조-채널로서 형성 될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 진공 통로(9050)는 다른 형상이 가능하지만, 채널(9053)을 개방 상태로 유지하고 채널(9053)을 관통부층(9585)의 관통부(9586) 및 웰(9582)에 연결하도록 설계된 아치 형상을 가질 수 있다. 형성된 진공 통로(9050)가 없을 경우, 특정 필름 또는 다른 재료와 함께, 채널(9053)은 진공이 채널에 적용될 때 "키스" 폐쇄되어 어레이의 배기를 막을 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 채널(9050)은 열 형성 고정물(예를 들어, 적절한 형상의 핫 '데보싱' 와이어)를 갖는 층(9518)에 형성될 수 있다. 다른 실시 예에서, 진공 채널(9050)은 레이저 에칭, 자이로 그래피 등에 의해 형성될 수 있다.Illustratively, the
관통부층(9585) 및 제 2 층(9587)은 예를 들어 열 밀봉(예를 들어, 열 활성 밀봉)에 의해 고밀도 어레이(9581)로 밀봉된 플라스틱 필름일 수 있지만, 다른 밀봉 방법이 사용될 수 있다. 또한, 고밀도 어레이(9581)에 사용된 재료 및 관통부층(9585) 및 제 2 층(9587)에 사용되는 재료는 밀봉 방법 및 사용되는 화학 물질이 서로 호환될 수 있다. The through
PCR을 위해 사용될 때, 고밀도 어레이(9581)에 사용될 수 있고 열 밀봉될 수 있는 상용성 플라스틱의 예로 PE, PP, Monprene®및 기타 블록 공중합체 엘라스토머가 있을 수 있다. 만약, 형광 염료가 검출 화학에 사용되는 경우, 하나의 웰(9582)로 부터 그 주변의 웰로의 신호 번짐을 최소화하기 위해, 및 층(9585 및 9587) 중 적어도 하나가 비교적 형광성으로 투명하게 되도록 하기 위해, 고밀도 어레이(9581)가 흑색 또는 상대적으로 형광 불투명한 다른 재료로 형성되는 것이 바람직할 수 있다. When used for PCR, examples of compatible plastics that can be used in the high density array 9801 and that can be heat sealed are PE, PP, Monprene® and other block copolymer elastomers. If a fluorescent dye is used for detection chemistry, in order to minimize signal bleeding from one well 9582 to a well surrounding it, and to make at least one of the
관통부층(9585) 및 제 2 층(9587)의 경우, PE, PP 및 Dupont Surlyn®과 같은 열 밀봉성 플라스틱층을 갖는 Mylar®또는 PET와 같은 강 엔지니어링 플라스틱 라미네이트가 사용될 수 있다. 접착제 기반 시스템의 경우, PET 또는 폴리 카보네이트와 같은 강성의 엔지니어링 플라스틱은 고밀도 어레이(9581)를 형성하기 위해 사용될 수 있고, PCR- 호환성 플라스틱 필름은 관통부층(9585) 및 제 2 층(9587)으로서 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 실시 예에서, 고밀도 어레이(9581)는 흑색 PE로 형성되며, 복합 폴리에틸렌/PET 라미네이트(또는 Xerox®PN 104702 핫 라미네이팅 파우치 재료)는 고밀도 어레이(9581)로 열 밀봉된 관통부층(9585) 및 제 2 층(9587)에 사용되고, 복합 폴리프로필렌/PET는 파우치(9510)의 제 1 및 제 2 층(9518, 9519)에 사용된다.For the through
관통부(9586)는 웰(9582)과 정렬될 수 있다. 관통부(9586)는 약간의 힘이 없으면 유체가 관통부(9586)를 통해 쉽게 흐르지 않을 정도로 충분히 작을 수 있다. 예시적으로, 관통부는 0.001-0.1mm, 보다 상세하게는, 0.005-0.02 mm, 보다 더 상세하게는 약 0.01mm일 수 있다. The through
예시적인 실시 예에서, 진공 포트(9501)를 통해 진공 채널(9050)을 통해 웰(9582)상에 진공을 형성하고 이후 진공 채널(9050)을 밀봉(예를 들어, 열 밀봉)함으로써, 실시간(insitu)으로 제 2 단계 증폭 영역(9658)에 진공이 적용될 수 있다. In an exemplary embodiment, by forming a vacuum on the well 9582 through the
실질적으로, 유체가 제공되면, 진공은 유체를 관통부(9586)를 통해 각 웰(9582)로 이동시킨다. 상기 웰(9582)이 충진되고 압력이 평형화되면, 유체를 웰(9582) 내부 또는 외부로 이동하도록 하는 힘이 더 이상 존재하지 않는다. 예시적으로, 충진 채널(9052)와 실질적으로 수직하는 열 밀봉을 적용함으로써 웰은 충진 후 밀봉될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제2 증폭 영역(9580)과 인접한 블리더(미도시, 블래더(880/882)와 유사하게 배치됨)는 고밀도 어레이(9581)에 대해 제 1층(9518)을 가압하도록 활성화될 수 있고, 웰(9582) 내부에 유체를 밀봉시킬 수 있다. 파우치(9510)의 제 1 층(9518)은 웰(9582)을 밀봉하는데 사용되지만, 선택적인 밀봉층이 관통부층(9585) 및 제1층(9510) 사이에 제공될 수 있다.Substantially, when a fluid is provided, the vacuum moves the fluid through the
하나의 예시적인 예에서, 제 2 단계 증폭 영역(9558)은 다음과 같이 준비 될 수 있다. In one illustrative example, the second stage amplification region 9558 may be prepared as follows.
고밀도 어레이(9581)는 플라스틱 시트(예컨대, 0.1 내지 1 mm 두께)에 웰(9582) 어레이를 형성하는 펀칭, 몰딩 또는 다른 방법으로 인해 제조될 수 있다. 웰은 원하는 임의의 규칙적이거나 불규칙인 어레이를 형성 할 수 있고, 예시적으로 0.05 μl 내지 20 μl, 보다 바람직하게는 0.1 μl 내지 4 μl의 부피를 가질 수 있다. The high-density array 9801 may be fabricated by punching, molding, or other methods of forming an array of wells 9852 in a plastic sheet (eg, 0.1 to 1 mm thick). The wells can form any regular or irregular array desired, and may have a volume of, for example, 0.05 μl to 20 μl, more preferably 0.1 μl to 4 μl.
이어서, 배킹층(backing layer)(예를 들어, 9587)이 예를 들어 열 또는 접착제에 의해 고밀도 어레이(9581)의 제 1 표면(9581a)에 적층된다. 도 9b에 도시 된 바와 같이, 제 2 층(9587)이 제 1 표면(9581a)에 적용된다. A backing layer (e.g., 9587) is then laminated to the first surface 9601a of the high-density array 9801, for example by heat or adhesive. As shown in FIG. 9B, a
이어서, 시약(9589) 예를 들어, PCR 프라이머 쌍과 같은 독특한 어레이의 화학 성분을 피펫을 이용하여 수동으로 또는 자동으로(예를 들어 핀-스포터, 도트 매트릭스 프린터, 소량 자동 피펫 또는 마이크로 유체 미세 컨택 스포터과 같은 x / y 위치 지정 가능한 스포터, 예를 들어 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제2017-0209844호에 기재된 스포터를 사용하여 자동으로) 웰에 배치될 수 있다. 시약(9589)이 각각의 웰(9582)에서 건조된 후, 층(9518)에 미리 접합된 관통부층(9585)이 어레이(9581)의 제 2 표면(9581b)에 적용될 수 있다.Subsequently,
어레이(9581)는 파우치(510)의 층(9519)에 접합되고 그 자리에 밀봉될 수 있다. 예시적으로는 블리스터(580)내의 파우치(510)내부의 어레이(9581)를 둘러싸는 접착제, 초음파 용접, 기계적 폐쇄, 또는 다른 방법을 사용하여 열 밀봉에 의해 접합되고 밀봉될 수 있다. The array 9801 may be bonded to the
제 2 단계 반응 영역(9558)은 채널(9565)를 통해 하향 유체 블리스터(예를 들어, 제 1 단계 반응 영역)에 유체적으로 연통될 수 있고, 액체는 채널(9565)로 부터 제 2 단계 반응 영역(9580)으로, 및 채널(9565)를 통해 관통부(9586)을 통과하여 흐를 수 있고, 상기 채널(9565)는 유체 흐름 채널(9053) 및 진공 통로(9050)과 유체 연통될 수 있다.The second stage reaction zone 9558 may be in fluid communication with a downward fluid blister (e.g., a first stage reaction zone) through a
제 2 단계 반응 영역(9558)은 도 7a의 제 2 단계 어레이(11000) 또는 도 7a의 어레이 어셈블리(8000a)와 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 진공이 어레이(9581)에 적용될 수 있기 때문에, 액체는 하향 유체 저장소, 블리스터로 부터 제 2 단계 증폭 영역(9558)으로 이동될 때, 액체 샘플은 유체 흐름 채널(9053) 및 관통부(9586)을 통해 웰(9582)로 유입될 수 있다.The second-stage reaction region 9558 may be used in a manner similar to the second-
어레이 어셈블리에는 유체에 복수의 웰과 유체 연통하는 진공 포트가 제공되기 때문에, 진공은(전체적으로, 어레이 어셈블리가 배치된 파우치와 같은 분석 장치의 제조 또는 조립 중 보다) 어레이 어셈블리에(로컬로) 적용될 수 있다.Since the array assembly is provided with a vacuum port in fluid communication with the plurality of wells, vacuum can be applied (locally) to the array assembly (rather than during manufacture or assembly of an assay device such as a pouch in which the array assembly is placed). have.
따라서, 배기 챔버는 생성물이 진공상태에서 조립될 필요가 없으므로, 제조 중 진공이 적용될 필요가 없다. 대신에, 피스톤 펌프(예를 들어, 시린지 또는 시린지형 진공 장치) 또는 다른 진공 장치가 주문형 진공을 적용하기 위해 사용될 수 있고, 사용 시점에서 및 어레이 어셈블리가 배치되는 파우치와 같은 분석 장치의 어셈블리 동안보다는 분석 방법의 다른 단계의 분석 수행 중에 진공을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 배기 챔버는 진공을 적용할 필요가 없어, 진공 조건하에서 생성물을 어셈블리할 수 있다. 대신, 피스톤 펌프 또는 다른 진공 장치가 진공을 적용하기 위해 사용될 수 있다. Therefore, the evacuation chamber does not require that the product be assembled in a vacuum state, and thus no vacuum needs to be applied during manufacture. Instead, a piston pump (e.g., a syringe or syringe-type vacuum device) or other vacuum device may be used to apply the on-demand vacuum, rather than at the point of use and during assembly of an assay device such as a pouch in which the array assembly is placed. It can be used to apply a vacuum during the analysis of other stages of the analysis method. Thus, the evacuation chamber does not need to apply a vacuum, so that the product can be assembled under vacuum conditions. Instead, a piston pump or other vacuum device can be used to apply the vacuum.
하나의 예시적인 제조 과정에서, 진공하에서 패키지화된 어레이 어셈블리를 포함하는 분석 장치의 제조 동안 사용되는 배기 챔버의 부피는 어레이 어셈블리의 웰 및 채널 시스템의 부피보다 수배 더 클 수 있다. In one exemplary fabrication process, the volume of the evacuation chamber used during fabrication of an assay device comprising an array assembly packaged under vacuum may be several times larger than the volume of the well and channel system of the array assembly.
더 큰 부피를 배기하려면 더 큰 펌프가 필요하고 및/또는 더 작은 볼륨을 배기할 때보다 오래 걸릴 수 있다. 다이어프램 진공 또는 로터리 베인 펌프와 같은 더 큰 펌프는 일반적으로 더 작은 볼륨으로 (하드)진공을 형성하는 피스톤 펌프보다 큰 볼륨으로 (하드)진공을 형성하는데 성능이 좋지 않을 수 있다. Venting a larger volume may require a larger pump and/or may take longer than venting a smaller volume. Larger pumps, such as diaphragm vacuums or rotary vane pumps, may not perform as well at forming (hard) vacuums with larger volumes than piston pumps, which generally create (hard) vacuums with smaller volumes.
또한, 피스톤 펌프에 의해 형성된 진공 레벨을 높일 수 있는 더 큰 펌프는 피스톤 펌프보다 획득, 작동 및/또는 유지하는데 훨씬 더 큰 비용이 발생될 수 있다. 또한, 피스톤 펌프의 단일 스톡은 진공을 형성할 수 있고, 더 큰, 다이어프램 또는 로터리 베인 펌프에서는 상기 진공을 형성하는 데 보다 많은 시간이 소모된다. 따라서, 주어진 시간 내에, 피스톤 펌프는 더 큰 다이어프램 또는 회전식 베인 펌프보다 더 완전한(예를 들어, 최종값에 더 가까운) 진공을 형성할 수 있다.In addition, larger pumps capable of increasing the vacuum level created by the piston pump can be much more expensive to acquire, operate and/or maintain than the piston pump. In addition, a single stock of piston pumps can create a vacuum, and in larger, diaphragm or rotary vane pumps more time is spent creating the vacuum. Thus, within a given time, the piston pump can build a more complete (eg, closer to the final value) vacuum than a larger diaphragm or rotary vane pump.
전술 한 바와 같이, 진공은 또한 사용 시점에서와 같이 주문형으로 적용될 수 있다. 따라서, 진공은 어레이 어셈블리에 의해 장기간 유지될 필요가 없다. 대신, 분석 장치가 진공 상태에서 패키징되는 종래 시스템과 달리 분석 장치는 보관, 운송, 분석 기구로의 이동 및 분석 프로세스의 예비 단계에서 진공을 유지해야 하며, 주문형 진공은 유체 밀봉부를 개방함으로써 유체를 웰 내로(예를 들어, 채널 시스템을 통해) 유입하기 위해 진공을 해제하거나 사용할 때까지 바로 이전의 웰 순간에 적용되고 및/또는 유지 될 수 있다. As mentioned above, vacuum can also be applied on demand, such as at the point of use. Thus, the vacuum need not be maintained for a long period of time by the array assembly. Instead, unlike conventional systems in which the assay device is packaged in a vacuum state, the assay device must maintain the vacuum during storage, transportation, transfer to the assay device, and preliminary stages of the assay process, while on-demand vacuum opens the fluid seal to allow the fluid to drain. It may be applied and/or maintained at the immediately preceding well moment until the vacuum is released or used to enter (eg, through a channel system).
예를 들어, 바람직한 실시 예에서, 액체 샘플이 웰로 유입되기 전, 진공은 어레이 어셈블리에 의해 수 초 동안(즉, 진공 밀봉을 생성하고 유체 밀봉부를 개방하기에 충분히 긴)유지될 필요가 있다. For example, in a preferred embodiment, before the liquid sample enters the well, the vacuum needs to be held for several seconds by the array assembly (ie, long enough to create a vacuum seal and open the fluid seal).
이러한 방식으로, 형성된 진공의 거의 전체 레벨은 진공을 해제해 유체 밀봉부를 개봉할 때 각 웰에 완전하고 일정한 양의 유체를 유입하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 진공은 유체 개구부를 통해 액체 샘플을 통해 유입되지 않기 때문에, 진공의 레벨 또는 강도는 유체 샘플의 분압에 제한되지 않는다. 이러한 보다 강한 진공의 감압 레벨(예를 들어, 2mBar및 140mBar 사이)은 어레이 어셈블리로 부터 공기를 완전히 배기시켜 어레이 어셈블리에 잔류 공기가 최소화되도록하여, 채널 및 웰 또는 어레이 어셈블리내에 유입된 유체에 의해 포획될 수 있는 기포를 최소화시킨다. In this way, almost the entire level of vacuum formed can be used to release the vacuum to introduce a complete and constant amount of fluid into each well when opening the fluid seal. Further, since the vacuum does not enter through the liquid sample through the fluid opening, the level or strength of the vacuum is not limited to the partial pressure of the fluid sample. This stronger vacuum level of decompression (e.g., between 2 mBar and 140 mBar) completely evacuates air from the array assembly so that residual air in the array assembly is minimized, trapped by fluids entering the channels and wells or array assembly. Minimize possible air bubbles.
또한, 어레이 어셈블리는 진공을 적용하기 위해 배기 챔버라 필요하지 않도록 (예를 들어, 크기 및 구조)가 구조화될 수 있다. 대신에, 웰 및 채널 시스템의 접합 부피는 피스톤 펌프의 단일 스톡으로 거의 모든 공기가 배출 될 수 있도록 충분히 작을 수 있다.In addition, the array assembly can be structured (eg, size and structure) so that it does not need an exhaust chamber to apply a vacuum. Instead, the bonding volume of the well and channel system can be small enough to allow nearly all air to be expelled into a single stock of the piston pump.
도 11a는 하나 이상의 분석 방법 단계를 수행하면서 실시간(in situ)으로 반응 용기에서 진공을 형성할 수 있는 기구(1101)를 포함하는 시스템(1100)을 개략적으로 도시한다. 반응 용기의 하나 이상의 부분(예를 들어, 블리스터, 제 2 단계 어레이, 시약 웰 또는 블리스터 등)에 진공이 적용되도록 구성된 예시적인 반응 용기가 1102에 도시되어있다. 특정 형태 및 레이아웃을 가진 반응 용기(1102)이 됫되어 있지만 이는 단지 예시적인 것이며 다른 반응 용기(예를 들어, 파우치 (8000a))가 진공의 실시간(in situ) 적용에 적합할 수 있다.11A schematically depicts a
반응 용기(1102)는 샘플을 반응 용기 내로 도입하기 위해 사용될 수 있는 샘플 블리스터(1103)를 포함한다. 일 실시 예에서, 샘플은 면봉(1104)으로 도입될 수 있다. 하지만 면봉(1104)은 단지 예시 일 뿐이다. 다른 실시 예들에서, 액체 샘플은 예를 들어 홀 피펫(transfer pipet)으로 도입될 수 있고, 건조 샘플 (예를 들어, 오염된 조각)이 샘플 블리스터(1103)에 배치될 수 있다. 반응 용기(1102)는 분해 영역(1105)을 더 포함한다. The
상기 분해 영역에서는 샘플 내의 세포 및 바이러스는 분석을 위해 핵산을 유리시키기 위해 분해 될 수 있고, 반응 영역(1106)에서는 핵산 회수 및 정제, 제1 단계 멀티 복합 PCR, 및 제 2 단계 PCR을 위한 제 1 단계 생성물의 제조와 같은 다양한 방법 단계가 수행될 수 있으나 이에 제한되지 않는다. In the decomposition region, cells and viruses in the sample can be degraded to free nucleic acids for analysis, and in the
일 실시 예에서, 분해 영역(1105) 및 반응 영역(1106) 분해, 핵산의 정제, 제1 단계 PCR 등을 위해 하나의 영역으로 접합될 수 있다. 다른 실시예에서, 분해 영역(1105) 및 반응 영역(1106)은 개별의 기능이 수행되는 다수의 개별 블리스터로 분할될 수 있다. 파우치 (510)는 상이한 기능이 수행되는 다수의 개별 블리스터를 갖는 이러한 반응 용기의 예일 수 있다.In one embodiment, the
예시적인 반응 용기 (1102)는 반응 용기에서 수행되는 분석을 위한 시약을 제공하는 데 사용될 수 있는 다수의 시약 블리스 터(1107a 내지 107d)를 추가로 포함할 수 있다. 시약 블리스터에는 건조 시약, 액체 시약 또는 이 둘의 조합이 포함될 수 있다. 4 개의 시약 블리스터가 도시되어 있지만, 반응 용기에서 수행되는 분석에 따라 더 많거나 적은 블리스터가 포함될 수 있다. 이와 같이, 시약 블리스터는 반응 용기에서 수행되는 분석에 ?Q라, 다수의 상이한 구조로 반응 블리스터에 연결될 수 있다.
반응 용기 (1102)는 반응 용기의 영역들과 연결하기 위해 사용되는 다수의 채널(1109a-1109g)을 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 채널(1109a-1109g)은 본 발명의 다른 실싱예서 상세히 설명된 바와 같이 개방 가능하게 밀봉될 수 있다. 반응 용기 (1102)는 개별 반응 분석을 위해 구성될 수 있는 다수의 웰(1181)을 포함하는 어레이(1181)를 더 포함할 수 있다.The
기구(1101)는 개략적으로만 도시되어 있지만, 당업자는 기기(1101)가 분석 방법을 수행하는 과정에서 반응 용기 (1102)상의 다수의 조작, 열처리 단계, 냉각 단계등을 수행하도록 구성될 수 있음을 이해할 것이다. Although the
일 실시 예에서, 기구(1101)는 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분의 온도를 제어하도록 구성된 하나 이상의 히터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 히터는 하나 이상의 PCR 반응을 위해, 반응 용기 (1102)의 하나 이상의 부분을 열 순환하도록 구성되어 있을 수 있다. In one embodiment, the
유사하게, 이러한 히터는 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분에서 하나 이상의 등온 공정을 위해 구성될 수 있다. 일 실시 예에서, 기구(1101)는 반응 용기 (1102)의 하나 이상의 부분에서 세포 분해를 수행하기 위한 분해 장치(예를 들어, 도 2의 구성 요소(804)와 같은 비드 비터, 패들 비터, 초음파 처리기)를 포함할 수 있다. Similarly, such heaters may be configured for one or more isothermal processes in one or more portions of
일 실시예에서, 기구 (1101)는 자성 비드 포획을 위한 자석을 포함할 수 있고, 기구 (1101)는 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분내에 유체를 이동시키기 위한 액츄에이터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 기구 (1101)는 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분 내에서 유체의 움직을 제어하기 위한 하나 이상의 밀봉부(예를 들어, 수축성 밀봉부, 및/또는 열 밀봉부)를 포함 할 수 있다. 일 실시 예에서, 기구(1101)는 반응 용기 (1102)의 하나 이상의 부분으로 부터 광학(예를 들어, 형광) 여기 및 데이터 수집을 위한 광원 및 이미지 캡처 시스템일 수 있다. In one embodiment, the
또한, 기구(1101)는 컴퓨터 (내장 또는 외장 컴퓨터 또는 둘다), 통합 디스플레이, 반응용기(1102)의 하나 이상의 부분에 열 밀봉을 적용하기 위한 열 밀봉 장치 및/또는 기구(1101)의 구성 요소들에 대해 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분을 압축하기 위한 압축 부재(예를 들어, 팽창성 블래더)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 압축 부재는 반용 용기의 하나 이상의 부분 및 하나 이상의 히터 사이의 열 접촉을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. In addition, the
일 실시예에서, 기구(100)1은 반응 용기에서 적어도 하나의 PCR 반응을 수행하기 위해 구성된다. 기구(1102)에 포함될 수 있는 다른 구성요소가 도 2 내지 4에 도시되어 있고, 본 명세서에서 설명된다. 도 2 내지 4에 도시된 구성요소의 형태 및 배열은 기구(1102)에서 다를 수 있으나 기능은 동일하거나 유사할 수 있다.In one embodiment, instrument 100 1 is configured to perform at least one PCR reaction in a reaction vessel. Other components that may be included in the
전술 한 것에 더하여, 기구(1101) 및 반응 용기(1102)는 분석 방법을 수행하기 전에 또는 수행하는 동안 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분에서 진공을 형성하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 상세히 설명된 바와 같이, 부분 진공하에 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분을 갖는 것은 하나 이상의 부분을 유체로 채우는 것을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 부분 진공하에 어레이(1181)를 가짐으로써 어레이 웰(1182)을 충진하는 것이 현저히 용이해질 수 있다. In addition to the foregoing, the
일 실시 예에서, 반응 용기(1102)는 반응 용기의 하나 이상의 부분에 진공을 적용하기 위해 예를 들어 도 7a, 8a, 8c 및 9a에 도시 된 것과 유사한 채널 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 기구(1101)는 분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분에 진공을 형성하기 위한 시스템을 포함할 수 있다. 진공 시스템은 진공 라인 (1110) 및 진공 소스 (1112)를 포함할 수 있다. 진공 소스(1112)는 근본적으로 당업계에 공지된 임의의 진공 소스 또는 진공 발생 장치일 수 있다. 일 예로, 피스톤 펌프(예를 들어, 시린지 펌프), 용적형 펌프(positive displacement pump), 운동량 이송 펌프(분자 펌프라고도 함) 및 포획 펌프(분자 트랩이라고도 함)를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 일 실시 예에서, 진공 소스(1112)는 진공 펌프에 연결된 배기 챔버(evacuated chamber)를 포함 할 수 있다. In one embodiment, the
이러한 시스템에서, 배기 챔버 내의 부분 진공은 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분에 진공을 형성하기 위해 사용될 수 있고, 차례대로, 진공 펌프는 배기 챔버에서 진공을 형성하거나 유지하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 소스(1112) 및 진공 라인(1110)은 진공 포트(1108)에서 어레이(1181)에 진공을 형성할 수 있다. 일 실시 예에서, 진공 소스(1112)는 반응 용기(1102)의 적어도 하나의 추가적인 부분에 진공을 형성하기 위해 적어도 하나의 추가 진공 라인에 유체 접합될 수 있다. 예를 들어, 도 11a는 포트(1116)를 통해 적어도 하나의 시약 블리스터에 진공을 형성하기 위해 사용될 수 있는 진공 라인 (1110)에서의 연장부(1118)를 도시한다.In such a system, a partial vacuum in the evacuation chamber may be used to create a vacuum in one or more portions of the
일 실시 예에서, 기구(1101)는 분석 방법을 수행하는 동안 또는 기기가 분석 방법의 적어도 하나의 단계를 수행 한 후, 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분에 진공을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 기구(1101)는 반응 용기를 기구에 삽입하는 동안 또는 후에, 또는 샘플을 수화하는 동안 또는 후에, 제 1 반응 영역(예를 들어, 반응 영역 (1105))에서 하나 이상의 방법 단계 또는 반응을 수행하는 동안 또는 후에, 또는 제 2 반응 영역(예를 들어, 반응 영역(1106))에서 하나 이상의 방법 단계 또는 반응을 수행하는 동안 또는 후에, 유체를 갖는 반응 용기(1102)의 하나 이상의 부분을 충진하기 위한 준비에서, 반응 용기(1102)에 진공을 형성할 수 있다. 예를 들어, 기구(1101)은 어레이(1181) 또는 시약 블리스터(1107d)(또는 다른 시약 블리스터)에서 유체를 충진하기 위한 준비로, 진공을 형성할 수 있다. In one embodiment, the
일 실시예에서, 제 1 반응 영역에서의 하나 이상의 방법 단계 또는 반응은 샘플 분해(예를 들어, 비드 비팅에 의한) 단계, 분해물로 부터의 분해입자의 분리 단계, 반응 용기의 다른 챔버로의 분해물의 이동 단계, 실리카 자성 비드를 분해물과 혼합하는 단계; 또는 자성 비드를 포획하고 이들을 반응 용기의 다른 챔버로 이동시키는 단계,를 포함 할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. In one embodiment, one or more method steps or reactions in the first reaction zone include sample decomposition (e.g., by bead beating), separation of decomposition particles from decomposition products, decomposition products into other chambers of the reaction vessel. The step of moving, mixing the silica magnetic beads with the decomposition product; Or capturing the magnetic beads and moving them to another chamber of the reaction vessel, but is not limited thereto.
일 실시예에서, 제 2 반응 영역에서의 하나 이상의 방법 단계 또는 반응은, 실리카 자성비드를 제 1 반응 용기으로 부터의 분해물과 혼합하는 단계, 반응 용기의 다른 챔버로 핵산 포획이후 사용된 분해물(예를 들어 잔여 분해물)을 이동시키는 단계, 자성 비드를 적어도 한번 세척을 수행하는 단계, 세척용액을 반응 용기의 다른 챔버로 이동시키는 단계, 실리카 자성 비드로 부터 핵산을 용출하는 단계, 제 1 PCR 반응(예를 들어, 단일 PCR, 복합 PCR)을 수행하는 단계, 또는 어레이의 웰에서 제 2 PCR 반응을 수행하기 위한 준비로, 제 1 PCR 반응의 생성물을 희석하는 단계를 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.In one embodiment, one or more method steps or reactions in the second reaction zone include mixing magnetic silica beads with the degradation product from the first reaction vessel, the degradation product used after the capture of the nucleic acid into another chamber of the reaction vessel (e.g. For example, moving the residual decomposition product), performing washing of the magnetic beads at least once, moving the washing solution to another chamber of the reaction vessel, eluting nucleic acids from the magnetic silica beads, the first PCR reaction ( For example, single PCR, complex PCR), or preparation for performing a second PCR reaction in the wells of the array, may include, but are not limited to, diluting the product of the first PCR reaction. Does not.
도 11b 및 도 11c는 어레이 및 시약 블리스터에 진공을 형성하기 위한 시스템을보다 상세하게 도시한다. 도 11b는 어레이 (1181)에 대한 진공 매니 폴드(1128 및 1130)를 도시한다 진공 매니 폴드의 실시 예의 상세 및 어레이, 어레이 웰 등과 관계하는 방법이 도 8a 내지 8c에 도시되어 있고, 본 명세서내에 서 설명된다. 도시된 실시 예에서, 진공 라인(1110) 및 진공 소스(1112)는 진공 허브(1111)를 통해 진공 포트 (1108)에 연결될 수 있다. 진공 허브(1111)는 당업계에 공지된 흡입 컵, 니플 등과 같은 탄성 부재일 수 있다.11B and 11C show in more detail a system for creating a vacuum in an array and reagent blister. FIG. 11B shows
일 실시 예에서, 진공 허브(1111)는 진공 포트 (1108)를 통해 필름층을 관통하도록 위치된 날카로운 형태의 부재(예를 들어, 바늘 등)를 포함 할 수 있다. 다른 실시예에서, 진공 포트(1108)은 플래퍼 밸브(flapper valve) 또는 다른 밸브를 포함할 수 있고, 이에 진공포트는 외부로 부터 정상적으로 밀봉될 수 있다. 하지만, 상기 밸브는 진공 포트(1108)에 진공이 형성될 때 에어가 빠져나갈수 있도록 개방될 수 있다. 어레이(1181)에 진공이 형성된 후, 밀봉부(예를 들어 열 밀봉부)는 외부 공기로 부터 채널(1128 및 1130)을 밀봉하기 위해 1184의 영역에 적용될 수 있다. In one embodiment, the vacuum hub 1111 may include a sharply shaped member (eg, a needle, etc.) positioned to penetrate the film layer through the
도 11c는 실시간(in situ)으로 형성되는 진공을 갖도록 구성될 수 있는 예시적인 블리스터 (1107d)를 도시한다. 여기에는 하나의 시약 블리스터(1107d)가 도시되어 있지만, 다수의 시약 블리스터가 하나의 진공 시스템에 연결될 수 있고 또는, 1102와 같은 반응 용기가 실시간(in situ) 적용된 진공을 갖기 위해 구성될 수 잇는 2 개 이상의 시약 블리스터를 포함 할 수 있다. 11C shows an
도시된 실시 예에서, 진공 라인(1118) 및 진공 소스(1112)는 진공 포트(1116)를 통해 시약 블리스터(1107d)와 연결될 수 있고, 진공 허브 (1117)를 통해 반응 용기 진공 라인(1114)과 연결될 수 있다. 진공 허브(1111)와 같이, 진공 허브(1117)는 당업계에 공지된 흡입 컵, 니플 등과 같은 탄성 부재일 수 있다. 일 실시예에서, 진공 허브(1117)는 진공 포트(1116)를 통해 필름층을 관통하도록 배치된 날카로운 부재(예를 들어, 바늘 등)를 포함 할 수 있다. In the illustrated embodiment,
다른 실시 예에서, 진공 포트(1116)는 밸브를 포함할 수 있고, 이를 통해 외부로 부터 진공 포트가 정상적으로 밀봉될 수 있고, 상기 밸브는 진공 포트에 진공이 형성될 때, 공기가 빠져나갈 수 있도록 개방될 수 있다. 반응 용기 진공 라인 (1114)은 진공이 적용될 때, 라인을 개방상태로 유지하기 위해 본 발명의 다른 실시예에서 설명된 바와 같이 형성될 수 있다. In another embodiment, the
예를 들어, 반응 용기 진공 라인(1114)는 반응 용기(1102)의 제조시 사용되는 필름에 형성된 엠보싱 아치를 포함할 수 있고, 용기 진공 라인(1114)는 카드 물질에 형성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 설명된 바와 같이, 채널(1109e)내의 개방성 밀봉부(1121)는 진공이 반응 용기(1102)의 다른 dudddur에 적용된 상태로 부터 블리스터(1107d)로 적용되는 것을 방지할 수 있다. 시약 블리스터(1107d)에 진공이 형성된 후, 밀봉(예를 들어, 열 밀봉)이 진공 허브(1117)가 제거된 후 시약 블리스터(1107d)에 진공이 보존되도록 1122 영역에 적용될 수 있다.For example, the reaction
일 실시 예에서, 시약 블리스터(1107d)는 분석에 사용하기 위해 재수화될 필요가 있는 건조된 화학물질(1120)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 차단 유체 흐름 없이 재수화액이 시약 블리스터(1107d)내로 유동하여 기포가 후속적으로 반응 챔버 (예를 들어, 반응 챔버(1106))내로 유입되지 않도록하기 위해, 시약 블리스터(1107d)에 부분 진공을 적용하는 것이 유리할 수 있다. In one embodiment,
상기 건조된 화학 물질(1120)은 공기 건조 또는 동결 건조될 수 있고 반응 성분(예를 들어, 효소), 완충엑, 안정화제 등을 포함 할 수 있다. 싱기 건조된 화학 물질(1120)은 분말, 건조된 시약 알약 형태, 여과지상에 위치된 시약, 또는 당업계에 공지된 다른 형태일 수 있다.The dried
본 발명에서 설명된 어레이의 다양한 실시예에서, 반응 성분이 상기 웰에 위치될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 프라이머는 핵산 증폭 반응을 개시하기 위해 각 웰에 배치될 수 있다. 각각의 웰은 상이한 쌍의 프라이머를 가질 수 있고, 다양한 웰은 다른 웰에 배치되는 프라이머의 복제물, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 하나 이상의 뉴클레오티드 트리 포스페이트(NTP), 폴리메라아제, 마그네슘 또는 다른 성분을 포함하는 추가 물질이 배치될 수 있다. 이러한 구성 요소가 제조 동안 배치되고 건조될 때, 구성 성분은 종종 웰의 외각 주위에서 건조되어 재수화를 위한 비교적 작은 표면적을 남긴다. 빠른 PCR의 실시예로, 예를 들어 본 발명에 참조로서 포함된 PCT/US2017/18748를 참조하면, 이러한 재수화를 위해 요구되는 시간은 추가 사이클 시간이 필요할 수 있는 복수의 PCR 사이클을 통해 연장될 수 있다.It is understood that in various embodiments of the arrays described herein, reaction components may be located in the wells. For example, primers can be placed in each well to initiate a nucleic acid amplification reaction. Each well may have a different pair of primers, and various wells may contain copies of primers placed in other wells, or any combination thereof. Additional substances may be disposed comprising one or more nucleotide triphosphates (NTPs), polymerases, magnesium or other components. When these components are placed and dried during manufacture, the components are often dried around the outer shell of the well, leaving a relatively small surface area for rehydration. As an example of fast PCR, for example, referring to PCT/US2017/18748, which is incorporated herein by reference, the time required for such rehydration may be extended through multiple PCR cycles, which may require additional cycle time. I can.
도 10a 내지 10f에서, 제 2 단계 PCR 열 순환 동안 재수화 및 용해에 소요되는 시간을 감소시키는 한 가지 방법은, 예를 들어 샘플 제조 동안 또는 제 1 단계 PCR 동안, 어레이가 사용될 때 반응 공정에서의 시간 전에 수화액으로 어레이를 유입하는 것이 있다. 10A-10F, one method of reducing the time required for rehydration and dissolution during the second stage PCR thermal cycle is, for example, during sample preparation or during the first stage PCR, in the reaction process when the array is used. Some time before the array is introduced into the hydration solution.
도 10a-10e는 제 2 단계 어레이의 예시적인 웰에서 내용물을 재수화하고 반응을 개시하는 방법의 예를 도시한다. 도 10f는 도 10a-10e에 도시된 방법으로 반응을 개시하는 대안적인 방법을 도시한다. 10A-10E show an example of a method of rehydrating contents and initiating a reaction in an exemplary well of a second stage array. 10F shows an alternative method of initiating the reaction with the method shown in FIGS. 10A-10E.
도 10a 내지도 10f는 어레이(1080)의 하나의 웰(1082)을 도시하지만, 예를 들어 어레이 (580), 어레이 (5081) 및 어레이 (8000)와 같은 배열 및 다른 어레이 구조로 복수의 웰이 있을 수 있다. 예시적인 웰(1082)은 어레이층(1081)에 형성될 수 있고, 관통부층(1085) 및 제 2 층(1087)에 의해 경계가 형성될 수 있다.10A-10F illustrate one well 1082 of the
층(1018)은 층(518)과 유사하게 파우치의 외부층일 수 있고 또는, 층(1018)은 재수화 방법을 위해 제공되는 여분의 추가 유연성 층일 수 있다. 어레이(1080)는 본 발명의 다양한 실시예에 사용될 수 있고, 또는 다른 샘플 처리 시스템에 사용될 수 있다.
어레이(1080)는 샘플 처리를 위한 다양한 구성 성분(component)(1040), 예를 들어 PCR을 위한 상기 구성 성분과 함께 배치될 수 있다. 어레이 (1080)를 배치하는 예시적인 방법은 본 명세서에 참고로 포함 된 미국 특허 출원 제 2015/0283531 호에 설명되어 있다. The
하지만, 어레이(1080)를 배치하는 다른 방법이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 배치 이후, 어레이(1080)는 건조될 수 있다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 구성 성분(1040)은 웰 (1082)의 모서리에서 건조될 수 있다. 선택적으로, 어레이(1080)는 도 10a의 화살표로 도시되고 본 발명의 다른 실시예에서 상세하게 설명된 바와 같이, 사용 시점에 배기 될 수 있다. 이와 같이, 어레이(1080)는 제조시 배기되고 사용시까지 진공 상태로 저장될 수 있다.However, other methods of arranging the
도 10b에서, 수화액(1070) 예시적으로는 물 또는 완충액이 개구부(1086)를 통해 웰(1082)에 도입된다. 개구부(1086)는 본 발명의 다른 실시예에서 설명된 관통부(586)과 같은 관통부일 수 있고, 상기 개구부(1086)은 약간의 힘을 가하지 않을 경우 유체가 개구부(1082)를 통해 쉽게 흐르지 않을 정도로 충분히 작을 수 있다. In FIG. 10B, the
하지만, 일부 실시 예에서, 개구부(1086)는 더 큰 것이 바람직할 수 있고, 또는 다른 배리어 층을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 수화액 (1070)로 충진한 후, 과잉 수화액은 예를 들어 도 10c에 도시된 바와 같은 롤러(1050)를 사용하여 폐기물 용기(미도시)로 유체를 롤링하거나 또는 예를 들어, 어레이(1080)에 인접한 기구에 위치된 블래더에 의해, 어레이에 압력을 가함으로써, 어레이로 부터 제거될 수 있다. 각 어레이의 물질은 재수화를 필요로하기 때문에, 과잉 수화액(1070)가 즉시 제거되는 경우, 반응 성분(1040)이 수화액(1070)로 재수화되기 시작함으로써 웰 사이의 교차 오염량은 최소화될 수 있다. 선택적으로, 과잉 수화액(1070)가 폐기물 용기고 이용됨으로써, 압력이 층(1087)에 가해질 수 있고, 상기 압력은 웰(1082)의 부피를 감소시킴으로써 웰(1082)이 언더-충진상태(충진되지 않은 상태)에 있도록 할 수 있다.However, in some embodiments, it may be desirable for the
도 10d에서, 제 1 단계 PCR 이후, 제 1 단계 반응 혼합물(1045)은 예시적으로는 압력에 의해, 어레이(1080)내부로 이동될 수 있다. 각각의 웰은 유연성이 있고 이미 채워져 있지만 예시적으로는 과잉의 수화액의 제거로 인해 과도하게 채워지지 않기 때문에, 각각의 웰은 제 1 단계 PCR 반응 혼합물(1045)과 같은 소량의 반응 물질을 수용할 수 있다. In FIG. 10D, after the first step PCR, the first
각각의 웰에 소량의 제 1 단계 PCR 반응 혼합물(1045)만 도입되기 때문에, 제 1 단계 PCR 반응 혼합물의 도입 전에 제 1 단계 PCR 반응 혼합물의 희석 단계는 생략 될 수 있다. 만약, 웰(1082)이 상기 설명된 바와 같이 언더-충진(충진되지 않은 상태)에 있을 경우, 각각의 웰로 도입될 수 있는 제1 단계 PCR 반응 혼합물(1045)의 양은 다소 많을 수 있고, 이에 따라, 희석액의 양은 다소 감소될 수 있다. 과잉 수화액(1070)를 제거하는 동안, 층(1087)상에 가해지는 압력의 양은 적절한 양의 희석액을 제공하기 위해 조정될 수 있다.Since only a small amount of the first-stage
도 10e 도시된 바와 같이, 롤러(1050) 또는 다른 압력은 과량의 제 1 단계 PCR 반응 혼합물(1045)을 제거하기 위해 재사용될 수 있다. 상기 예시적인 실시 예에서, 단지 소량의 제1 단계 PCR 반응 혼합물(1045)이 개구부(1086)을 통해 가압될 수 있다. 도 10f는 대안적인 실시 예를 도시하며, 상기 실시예에서 어레이(1080)로 부터 배출되는 과잉 제 1 단계 반응 혼합물(1045)을 강제하는 대신, 층(1018)이 예시적으로는 화살표(1090)에서 압력 또는 열 밀봉에 의해, 관통부층(1085)에 밀봉될 수 있다.As shown in FIG. 10E,
일부 실시예에서, 제1 단계 PCR 반응 혼합물(1045) 덩어리는 개구부(1086) 외부에서 밀봉되고, 제1 단계 PCR 반응 혼합물 (1045) 및 구성 성분(1040)은 후속 열 순환 동안에서도 계속해서 혼합될 수 있다. 상기 실시예는 도 10에 도시된 실시예보다 희석액의 양이 적을 수 있다.In some embodiments, the mass of the first stage
어레이(1080)의 이러한 예비-수화는 관련 반응물을 포함할 수 있기 때문에, 반응 혼합물이 불완전하도록 제 1 단계 반응 혼합물이 어레이에 제공될 때까지 어레이의 반응물 중 하나를 생략하는 것이 바람직할 수 있고, 제 1 단계 반응 혼합물이 제공될 때까지 어레이에서의 반응은 시작되지 않을 수 있다.Since this pre-hydration of the
예를 들어, 제 2 단계 어레이(1080)가 PCR에 사용되는 경우, 마그네슘이 건조된 어레이 성분 및 수화액 둘다에서 생략될 수 있고, 따라서 재수화되는 동안 프라이머 이량체가 형성되는 것을 방지 할 수 있다. 이러한 방법에서, 제 1 단계 반응 혼합물을 어레이에 제공하기 전, 고밀도 마그네슘이 제 1 단계 반응 혼합물에 첨가될 수 있고, 소량의 제 1 단계 반응 혼합물이 각각의 웰로 도입 될 때, 고밀도의 마그세슘을 어레이로 제공하여 PCR이 진행되도록 할 수 있다. For example, when the second-
마그네슘은 예시적인 성분이고, 증폭의 시작을 제어하기 위해 다른 성분이 사용될 수 있다. 또한, 완전한 혼합물이 각각의 웰에 제공될 수 있고, 반응의 시작은 반응 온도를 제어함으로써, 예를 들어 히터 (888)와 같은 히터를 사용하여 냉각함으로써, 제어 될 수 있다. Magnesium is an exemplary component, and other components can be used to control the onset of amplification. Also, a complete mixture can be provided to each well, and the start of the reaction can be controlled by controlling the reaction temperature, for example by cooling using a heater such as
따라서, 본 발명의 실시 예는 종래의 시스템보다 많은 장점을 제공할 수 있다.Accordingly, embodiments of the present invention can provide many advantages over conventional systems.
전술한 상세한 설명은 특정 예시적인 실시 예를 참조하지만, 본 발명은 그 사상 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구현 될 수 있다. 따라서, 설명된 실시 예는 모든면에서 단지 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기술되거나 및/또는 예시된 본 발명의 특징요소의 다양한 대체, 변경 및/또는 변형, 및 관련기술 분야의 통상의 기술자에게 일어날 수 있고 본 발명의 소유권을 갖는 본 명세서 기술되거나 및/또는 예시된 원리의 추가 적용이 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 설명 및/또는 예시된 실시예로 이루어질 수 있다. Although the foregoing detailed description refers to specific exemplary embodiments, the present invention may be implemented in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the described embodiments should be regarded as merely illustrative and non-limiting in all respects. For example, various substitutions, changes and/or modifications of the features of the invention described and/or illustrated herein, and the description of the present specification that may occur to those of ordinary skill in the art and have ownership of the invention And/or further application of the illustrated principles may be made in the described and/or illustrated embodiments without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
청구 범위에 인용된 제한은 청구범위에 사용된 언어에 기초하여 광범위하게 해석되어야하며, 전술한 상세한 설명에 기술된 특정 예에 제한되지 않는다. 또한, 상기 특정 예는 비 배타적이고 비전면적인 것으로 해석되어야 한다. 청구 범위의 의미 및 등가 범위 내에있는 모든 변경은 그 범위 내에 포함되어야 한다.The limitations recited in the claims are to be interpreted broadly based on the language used in the claims, and are not limited to the specific examples set forth in the foregoing detailed description. In addition, the specific examples should be construed as non-exclusive and non-exclusive. All changes that fall within the meaning and equivalent scope of the claims should be included within the scope.
특정 실시 예들의 다양한 특징들이 본 발명의 다른 실시 예들과 호환 가능하고, 결합되거나, 포함되거나 및/또는 본 발명의 다른 실시 예들에 통합 될 수 있다는 것이 또한 이해 될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 특정 실시 예에 따른 시스템, 방법 및/또는 생성물은 여기에 개시 및/또는 설명된 다른 실시 예에서 설명 된 특징을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정 실시 예에 대한 특정한 특징의 개시는 특정한 특징에 대한 상기 특징의 적용 또는 포함을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 특정 실시 예에서 특징이 요구되는 것으로 기술되지 않는 한, 다양한 실시 예에서 설명된 특징은 선택적일 수 있고 본 발명의 다른 실시 예에 포함되지 않을 수 있다. 또한, 특징이 상기 특지과 조합하여 다른 특징을 요구하는 것으로 기술되지 않는 한, 본 명세서의 임의의 특징은 본 명세서에 개시된 동일하거나 상이한 실시 예의 임의의 다른 특징과 결합될 수 있다.It will also be appreciated that various features of certain embodiments may be compatible with, combined with, included, and/or incorporated into other embodiments of the present invention. For example, systems, methods, and/or products in accordance with certain embodiments of the invention may include features described in other embodiments disclosed and/or described herein. Accordingly, disclosure of specific features for specific embodiments of the present invention should not be construed as limiting the application or inclusion of the features to specific features. In addition, features described in various embodiments may be optional and may not be included in other embodiments of the present invention unless a feature is described as required in a specific embodiment. Further, any feature of this specification may be combined with any other feature of the same or different embodiments disclosed herein, unless a feature is described as requiring another feature in combination with the feature.
Claims (68)
(b) 상기 반응 영역에서 샘플에 대한 분석 방법을 수행하여 반응 혼합물을 형성하는 단계;
(c) 복수의 웰(well) 및 복수의 채널로부터 공기가 배출되도록 진공 포트를개방하고, 상기 어레이 어셈블리상에 진공을 유입하는 단계;
(d) 복수의 웰(well)이 진공을 유지하도록 상기 진공 포트를 밀봉하여 배기 어레이(evacuated array)를 형성하는 단계; 및
(e) 접속 개구부를 개방하여 복수의 채널을 통해 복수의 웰(well)로 상기 반응 혼합물을 유입시키는 단계;를 포함하고,
상기 어레이 어셈블리는,
어레이로 구성된 복수의 웰(well);
반응 영역 및 상기 어레이 사이의 접속 개구부;
진공 포트; 및
어레이 내의 각각의 웰이 상기 접속 개구부 및 상기 진공 포트와 유체 연통되도록 하는 복수의 채널;을 포함하는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
(a) preparing a sample container including a reaction region in fluid communication with the array assembly;
(b) forming a reaction mixture by performing an analysis method on the sample in the reaction zone;
(c) opening a vacuum port to discharge air from a plurality of wells and a plurality of channels, and introducing a vacuum onto the array assembly;
(d) forming an evacuated array by sealing the vacuum ports so that a plurality of wells maintain a vacuum; And
(e) opening the connection opening to introduce the reaction mixture into a plurality of wells through a plurality of channels; including,
The array assembly,
A plurality of wells configured in an array;
A connection opening between the reaction region and the array;
Vacuum port; And
A plurality of channels allowing each well in the array to be in fluid communication with the connection opening and the vacuum port; including,
How to use the array assembly for samples.
상기 반응 혼합물을 복수의 웰(well) 각각에 배치된 하나 이상의 시약과 혼합하여 제 2 반응 혼합물을 형성하는 단계; 및
상기 제 2 반응 혼합물에 대해 제 2 분석 방법을 수행하는 단계;를 더 포함하는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 14,
Mixing the reaction mixture with one or more reagents disposed in each of a plurality of wells to form a second reaction mixture; And
Performing a second analysis method on the second reaction mixture; further comprising,
How to use the array assembly for samples.
상기 제 2 반응 혼합물은 PCR 혼합물인,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 15,
The second reaction mixture is a PCR mixture,
How to use the array assembly for samples.
상기 제 2 반응 혼합물을 열 순환시키는 단계;를 더 포함하는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 16,
Thermally cycling the second reaction mixture; further comprising,
How to use the array assembly for samples.
복수의 웰(well) 중 적어도 하나에서 증폭 생성물을 검출하는 단계;를 더 포함하는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 17,
Further comprising: detecting an amplification product in at least one of a plurality of wells
How to use the array assembly for samples.
상기 샘플은 미생물(microorganism)을 포함하고, 상기 하나 이상의 시약은 항생제를 포함하는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 15,
The sample contains microorganisms, and the one or more reagents contain antibiotics,
How to use the array assembly for samples.
상기 항생제는 복수의 웰(well)의 제 1 웰에 제 1 농도로 포함되고, 복수의 웰(well)의 제 2 웰에 제 2 농도로 포함되며, 상기 제 2 농도는 상기 제 1 농도보다 낮은 농도인,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 19,
The antibiotic is included at a first concentration in a first well of a plurality of wells, a second concentration is included in a second well of a plurality of wells, and the second concentration is lower than the first concentration. Concentration,
How to use the array assembly for samples.
상기(c)단계는 상기 복수의 웰(well)에 2 내지 150mba의 진공을 제공하는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 14,
The step (c) is to provide a vacuum of 2 to 150 mba to the plurality of wells,
How to use the array assembly for samples.
상기(c)단계 및(d)단계는 상기(b)단계가 완료되기 전에 수행되는,
어레이 어셈블리를 샘플에 사용하는 방법.
The method of claim 14,
The (c) and (d) steps are performed before the (b) step is completed,
How to use the array assembly for samples.
상기 반응 용기에 대한 분석 방법 중 적어도 하나의 단계를 수행하는 단계;
복수의 웰, 상기 진공 채널 및 상기 어레이 충진 채널의 적어도 일부를 대기 압 대비 낮은 압력에 놓이도록, 복수의 웰상에 부분적으로 진공을 형성하는 단계;
복수의 웰 및 상기 어레이 충진 채널 중 적어도 일부에 진공이 유지되도록 상기 진공 채널의 일부를 밀봉하고 배기 어레이를 형성하는 단계; 및
유체가 상기 어레이 충진 채널을 통해 복수의 웰로 유입되도록, 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 사이에 배치된 개방성 밀봉부를 개구함으로써 유체를 배기 어레이로 공급하는 단계;를 포함하는,
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
A sample introduction region, at least one first reaction region in fluid communication with the sample introduction region, a second reaction region in fluid communication with the first reaction region, the second reaction region including a plurality of wells, , The vacuum channel is in fluid communication with the plurality of wells and vacuum ports, the array fill channel extends between the plurality of wells and the first reaction region, and/or the array fill channel is in fluid communication with the plurality of wells and the first reaction region, Preparing a reaction vessel, wherein an open seal is disposed between the first reaction region and the second reaction region;
Performing at least one step of an analysis method on the reaction vessel;
Forming a vacuum partially on the plurality of wells to place at least a portion of the plurality of wells, the vacuum channel, and the array fill channel at a pressure lower than atmospheric pressure;
Sealing a portion of the vacuum channel and forming an exhaust array such that a vacuum is maintained in at least a portion of the plurality of wells and the array fill channel; And
Including, supplying the fluid to the exhaust array by opening an open seal disposed between the first reaction region and the second reaction region so that the fluid flows into the plurality of wells through the array filling channel.
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
상기 분석 방법 중 적어도 하나의 단계는
샘플을 상기 샘플 도입 영역으로 도입하는 단계, 상기 반응 용기를 상기 분석 방법을 수행하고 부분적으로 진공을 유입해 배기 어레이를 형성하기 위해 구성된 기구 내부로 삽입하는 단계, 제 1 반응 영역에서 하나 이상의 반응을 수행하는 단계 및 배기 어레이로 유체를 공급하기 위해 준비하는 단계 중 어느 하나를 포함하는,
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
The method of claim 52,
At least one step of the analysis method
Introducing a sample into the sample introduction region, inserting the reaction vessel into an apparatus configured to perform the analysis method and partially introduce a vacuum to form an exhaust array, performing one or more reactions in a first reaction region Comprising any one of performing and preparing to supply fluid to the exhaust array,
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
상기 제 1 반응 영역에서 하나 이상의 반응을 수행하는 단계는,
분해물을 형성하기 위해 샘플 분해하는 단계, 상기 분해물로 부터 분해 입자를 분리하는 단계, 상기 분해물과 실리카 자성 비드를 혼합하는 단계, 상기 실리카 자성 비드에 의해 핵산 포집 후 폐기물 챔버로 잔여 분해물을 이동시키는 단계, 상기 자성 비드를 적어도 한번 세척하는 단계, 세척 용액을 폐기물 챔버로 이동시키는 단계, 상기 실리카 자성 비드로 부터 핵산을 용출하는 단계, 단일 또는 복합 제 1 PCR 반응을 수행하는 단계 및 상기 제 2 반응 영역의 복수의 웰에서 제 2 PCR 반응을 수행하기 위한 준비로 상기 제 1 PCR 반응 생성물을 희석하는 단계 중 어느 하나를 포함하는,
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
The method of claim 53,
The step of performing one or more reactions in the first reaction zone,
Decomposing a sample to form a decomposition product, separating the decomposition particles from the decomposition product, mixing the decomposition product and silica magnetic beads, collecting the nucleic acid by the silica magnetic beads, and moving the residual decomposition product to a waste chamber , Washing the magnetic beads at least once, moving the washing solution to a waste chamber, eluting nucleic acids from the silica magnetic beads, performing a single or complex first PCR reaction, and the second reaction zone Including any one of the steps of diluting the first PCR reaction product in preparation for performing a second PCR reaction in a plurality of wells of,
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
상기 반응 용기는 상기 샘플 도입 영역, 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 중 하나 이상을 유체 연통하는 하나 이상의 시약 블리스터(blister)를 더 포함하는,
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
The method of claim 52,
The reaction vessel further comprises at least one reagent blister in fluid communication with at least one of the sample introduction region, the first reaction region and the second reaction region,
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
상기 하나 이상의 시약 블리스터(blister)는 건조 시약을 포함하고,
상기 진공 형성 방법은, 상기 건조 시약을 포함하는 상기 하나 이상의 시약 블리스터(blister)상에 부분적 진공을 형성하는 단계;를 더 포함하는
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
The method of claim 55,
The one or more reagent blisters contain dry reagents,
The vacuum forming method further comprises: forming a partial vacuum on the one or more reagent blisters containing the dry reagent.
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
제 1 혼합물을 형성하기 위해 유체를 상기 건조 시약과 혼합하는 단계;를 더 포함하는,
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
The method of claim 56,
Mixing a fluid with the drying reagent to form a first mixture; further comprising,
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
하나 이상의 상기 시약 블리스터는 샘플 준비, 핵산 회수, 제 1 단계 PCR 및 제 2 단계 PCR을 위한 시약을 포함하는,
분석 방법을 수행하는 동안 반응 용기에서의 실시간(in- situ) 진공 형성 방법.
The method of claim 56,
The at least one reagent blister comprises reagents for sample preparation, nucleic acid recovery, first step PCR and second step PCR,
A method of forming an in-situ vacuum in a reaction vessel while performing the analytical method.
상기 반응 용기는 샘플 도입 영역, 상기 샘플 도입 영역과 유체 연통하는 적어도 하나의 제 1 반응 영역, 및 상기 제 1 반응 영역과 유체 연통하는 제 2 반응 영역을 포함하고,
상기 제 2 반응 영역은
복수의 웰,
상기 복수의 웰 및 진공 포트 사이로 연장되고 및/또는 상기 복수의 웰 및 진공 포트와 유체 연통되는 진공 채널,
상기 복수의 웰 및 제 1 반응 영역 사이로 연장되고 및/또는 상기 복수의 웰 및 제 1 반응 영역과 유체 연통되는 어레이 충진 채널, 및
상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 사이에 배치되는 개방성 밀봉부,를 포함하고,
상기 기구는 반응 용기를 사용하여 분석적 방법을 수행하도록 구성되고, 상기 분석적 방법 중 하나 이상의 단계를 수행하는 동안 반응 용기의 하나 이상의 부분에 부분적 진공을 유입하기 위한 진공 시스템을 포함하는,
시스템.
Including a reaction vessel and apparatus,
The reaction vessel includes a sample introduction region, at least one first reaction region in fluid communication with the sample introduction region, and a second reaction region in fluid communication with the first reaction region,
The second reaction zone is
Multiple wells,
A vacuum channel extending between the plurality of wells and vacuum ports and/or in fluid communication with the plurality of wells and vacuum ports,
An array fill channel extending between the plurality of wells and the first reaction region and/or in fluid communication with the plurality of wells and the first reaction region, and
It includes an open seal disposed between the first reaction zone and the second reaction zone,
The apparatus is configured to perform an analytical method using the reaction vessel, and comprises a vacuum system for introducing a partial vacuum to one or more portions of the reaction vessel during performing one or more steps of the analytical method.
system.
부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분은 상기 부분적 진공이 물의 부분압에 대해 형성되지 않도록 건조되는,
시스템.
The method of claim 59,
At least one portion of the reaction vessel configured to form a partial vacuum is dried such that the partial vacuum is not formed against the partial pressure of water,
system.
부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분의 부분적 진공은 2 내지 150mba인,
시스템.
The method of claim 60,
The partial vacuum of at least one portion of the reaction vessel configured to form a partial vacuum is 2 to 150 mba,
system.
상기 부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기의 하나 이상의 부분은 복수의 웰, 진공 채널 및 어레이 충진 채널 중 적어도 일부를 포함하는,
시스템.
The method of claim 59,
The at least one portion of the reaction vessel configured to form the partial vacuum comprises at least a portion of a plurality of wells, vacuum channels and array fill channels,
system.
상기 기구는 상기 반응 용기의 상기 하나 이상의 부분에 형성된 부분적 진공을 보존하기 위해 밀봉을 적용하기 위한 밀봉 부재를 포함하는,
시스템.
The method of claim 59,
The device comprises a sealing member for applying a seal to preserve a partial vacuum formed in the at least one portion of the reaction vessel.
system.
상기 반응 용기는, 상기 샘플 도입 영역, 상기 제 1 반응 영역 및 제 2 반응 영역 중 하나 이상과 유체 연통되는 하나 이상의 시약 블리스터를 더 포함하는,
시스템.
The method of claim 59,
The reaction vessel further comprises at least one reagent blister in fluid communication with at least one of the sample introduction region, the first reaction region and the second reaction region,
system.
상기 하나 이상의 시약 블리스터 중 적어도 하나는 건조 시약을 포함하고,
부분적 진공이 형성되도록 구성된 상기 반응 용기 중 하나 이상의 부분은 상기 건조 시약을 포함하는 하나 이상의 시약 블리스터를 포함하는,
시스템.
The method of claim 64,
At least one of the one or more reagent blisters comprises a dry reagent,
At least one portion of the reaction vessel configured to form a partial vacuum comprises one or more reagent blisters containing the dry reagent,
system.
상기 기구는 상기 반응 용기의 적어도 일부를 열순환하기 위해 배치되고 배열된 적어도 하나의 히터를 포함하는 PCR 장치인,
시스템.
The method of claim 59,
The device is a PCR device comprising at least one heater disposed and arranged to thermally cycle at least a portion of the reaction vessel,
system.
상기 기구는 등온 반응을 수행하기 위해 상기 반응 용기의 적어도 일부의 온도를 제어하도록 배치되고 배열된 적어도 하나의 히터를 포함하는,
시스템.
The method of claim 59,
The apparatus comprises at least one heater arranged and arranged to control the temperature of at least a portion of the reaction vessel to perform an isothermal reaction,
system.
상기 기구는 상기 반응 용기의 적어도 일부의 온도를 제어하도록 배치되고 배열된 적어도 하나의 히터,
유체를 상기 반응 용기로 이동시키기 위한 하나 이상의 액추에이터(actuator), 및
상기 반응 용기의 하나 이상의 부분에서 유체의 움직임을 제어하기 위한 하나 이상의 밀봉부를 포함하는,
시스템.
The method of claim 59,
At least one heater disposed and arranged to control the temperature of at least a portion of the reaction vessel,
One or more actuators for moving fluid to the reaction vessel, and
Comprising one or more seals for controlling the movement of fluid in one or more portions of the reaction vessel,
system.
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